北斗应用深度广度持续提升，面向未来前景广阔

文 | 武中奇

北京空间科技信息研究所

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，北斗应用进入产业化、市场化、国际化发展新时代。随着“融平台、融数据、融技术、融终端”持续走深走实，北斗规模应用的深度和广度也持续提升。在北斗国际合作不断深化的背景下，中国北斗也得到更多国家和地区的认可和使用，“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念得到了更有力的诠释，北斗成为中国以实际行动积极推动构建人类命运共同体的生动案例。

行业应用蓬勃发展产业化程度持续提升

北斗系统已全面服务于交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔等行业，加速融入电力、金融、通信等基础设施，赋能各行各业提质升级。

为精准农业和农业管理提供有效支撑。精密单点定位等北斗特色服务已经面向精准农业等领域的用户提供服务。基于北斗的各类农机设备已超过10万台（图1），精准作业产量提高5%，节约了50%的用工成本。在湖北枣阳，相关工作人员为80多台深松机安装了北斗终端，能够精准高效开展春花生、春玉米等的耕种工作。今年春耕备耕的农机呈现出装备精准智能化的特点，不仅省时、省力，还能够降低人工成本。基于北斗的精准农机有效解决了以往供需时空信息不对称的问题，提升了农机手的收益，加强了农业生产调度，支撑了农业管理决策工作。

图1 加装北斗的农机系统

为交通运输多个场景提供“北斗智慧”。北斗为超过700万辆道路运营车辆提供安全保障服务，近4万辆邮政快递车辆安装北斗终端，约1600艘公务船舶安装使用北斗系统。在北京冬奥会首钢园区，综合运用了北斗、5G、AI等技术的自动小巴车，能够实现自动驾驶、自动泊车等，成为冬奥园区智能车联网系统的重要组成部分。智能车联网系统基于“5G+北斗”的多源融合高精度定位，能够满足车辆0.1米级的连续高精度定位需求，在首钢园出租车、巴士、零售车、物流车等四种车型上应用，实现了无人接驳摆渡、无人零售、无人配送等10大业务场景（图2）。在铁路运输上，京张高铁的筹备建设和运行方面都融入了北斗智慧，基于北斗和地理信息系统等技术，京张高铁在建设、运营、调度、维护、应急全流程实现了智能化。在水路运输方面，长江干线超过1.5万艘船舶装上了北斗终端，涉水用户可享受实时厘米级、后处理毫米级的高精度定位服务，北斗助力长江智慧航运建设取得重要的实质性成果。

图2 5G+北斗智能车联网服务平台

为电力管理和服务提供可靠保障。运用北斗高精度服务，电网公司可以开展线路应急抢修、无人机电力巡线、电力线路监管等多项工作，结合多种手段提供电网设备精细化预警信息，在偏远地区作用更加明显。新疆运用1000余套“5G+北斗”巡检无人机，可以在预设航线上设置240个航点，完成复杂场景的动态定位和精细化自动飞行巡检作业。运用北斗高精度服务，巡检无人机偏航微小距离能够根据预设航道自行矫正，实现了低延时、无卡顿的图像传输，大幅降低了电力巡检过程中潜在的安全风险。

助力防灾减灾应急信息保障能力提升。防灾减灾是北斗应用最为典型和突出的领域之一。2021年6月16日至22日，基于北斗系统的智慧安全监管平台，在一起内蒙古自治区包头市白云鄂博矿区铁矿塌方事故中，及时发现告警信息、持续监测形变情况并第一时间成功报警，使得工作人员第一时间就获得精准预警并果断采取安全处置措施，所有矿工及时避险，有效保护了矿工生命和国家财产安全。江苏、贵州、四川等地利用北斗高精度技术进行24小时实时监测，多次成功预警山体滑坡等地质灾害。北斗系统特有的短报文与位置报告功能能够实现灾害预警速报、救灾指挥调度和快速应急通信，可以极大地提高灾害应急救援反应速度和决策能力，有效保障了居民生命财产安全。

北斗智慧放牧引领现代牧业发展。基于北斗的智能放牧系统已经在新疆、内蒙古等多地的牧民用户生产生活中得到实践。运用北斗系统，除了查看牛羊的实时距离和位置，人们还可通过电子坐标设置“电子网围栏”，在牛羊超出圈定范围时发出警报；或者利用北斗盒子控制牧井系统，在没有网络信号的无人区实现远程供水。在青海乌兰，超过600峰骆驼戴上了“北斗项圈”（图3），高效的管理激发了牧民群众养殖热情，激活了骆驼养殖产业链，一峰母骆驼每年为当地牧民创收1.2万元人民币，有效助推了乌兰县骆驼产业发展。在内蒙古鄂尔多斯，依托北斗建立的数字化养殖管理基础数据库能够实现卫星放牧、电子围栏预警、疾病远程诊断、牛羊肉追溯、草畜平衡预警、消费者评价反馈、消费者需求反向调整生产决策等多个功能，有效引领现代牧业的发展。

图3 戴着“北斗项圈”的骆驼

北斗林业应用高效守护绿水青山。北斗系统定位与短报文通信功能广泛应用于森林防火、天然林保护、森林自然调查、病虫害防治等方面。神农架全区配备了北斗巡护手持终端1530台，建成信息指挥中心、视频监控、北斗定位、无人机巡航四大系统开展远程监测，构筑了“空中有飞机、山头有监控、路口有探头、林内有巡护、应急有队伍”的五位一体的立体管护网络，北斗让植被保护能够更加智能、高效、安全。

日益融入普通百姓的日常生活。北斗正在成为智能手机、可穿戴设备等大众消费产品定位功能标准配置。小米、华为、苹果、三星等智能手机厂商均支持北斗系统。2021年前三季度，中国境内申请入网支持北斗定位的智能手机款型占比达到72.3%，出货量占比达到93.5%。北斗地基增强功能已进入智能手机，可实现1米级高精度定位，正在中国多个城市开展车道级导航试点应用。

海外应用成果丰硕助推全人类发展进步

北斗系统是中国践行“让各国人民共享发展机遇和成果”的典型公共产品，以一流的性能和服务持续满足全球用户需求。

北斗系统国际合作深入推进，成为北斗海外应用的重要依据和基础。中俄签署《关于北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统时间互操作的合作协议》和《2021至2025年中俄卫星导航领域合作路线图》（图4）。成功举办第二届中国—中亚北斗合作论坛（图5）、第一届中非北斗合作论坛、中国—南非北斗/GNSS应用研讨会、第三届中阿北斗合作论坛等会议，签署和发布了《2021年中国—中亚北斗合作论坛倡议》《促进中非卫星导航领域合作构想》《北斗卫星导航系统在非十大应用场景》《中国卫星导航系统管理办公室与南非国家航天局关于卫星导航用于和平目的合作谅解备忘录》《中国—阿拉伯国家卫星导航领域合作行动计划（2022—2023年）》等多份成果文件。

图4 中俄签署《2021至2025年中俄卫星导航领域合作路线图》

图5 第二届中国—中亚北斗合作论坛召开

北斗产品已在全球一半以上国家和地区得到应用。基于北斗系统的土地确权、精准农业、智慧港口等解决方案已服务于东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地区，服务当地经济社会发展。

由中方牵头，中国与塔吉克斯坦多家单位联合建成了基于北斗的萨雷兹湖大坝变形监测系统，针对萨雷兹湖恶劣环境条件，该系统对低功耗轻重量便携式北斗监测终端技术、复杂环境气候下北斗实时毫米级可靠定位技术等进行了研究开发，实现对萨雷兹湖大坝的实时连续毫米级变形监测，为大坝的安全提供重要科学参考，标志中塔国际减灾防灾合作和北斗“一带一路”国际应用取得重要成果。

2021年12月，中老昆万铁路全线正式开通运营，北斗系统在中老昆万铁路的建设过程中发挥了重要作用。基于北斗和红外扫描技术的接触网施工参数一体化测量装置，能够集计算测量、数据共享等功能于一体，提升了施工管理效率。基于北斗的“自动巡航走形定位系统”，在中老铁路玉磨段的钢轨铺设中发挥了重要作用，引导了我国自主研制的500m长钢轨铺轨机开展精准铺设作业，提升了作业精度水平，1小时可规划上千千米铺轨路径，仅用80余天便创造了铺轨500km的纪录。

此外，在南非运输公司的跨境运输过程中，北斗高精度定位终端助力实现了车辆全程定位监控、实时调度等综合信息管理，有效提升了车辆管理能力和效率。莫桑比克加扎省赛赛市拥有占地两万公顷的非洲最大的水稻合作种植项目，在这里，基于北斗的植保无人机、基于北斗自动驾驶系统的大中型拖拉机应用于农业耕、种、管、收多个环节。

“十四五”前景广阔面向未来共绘新蓝图

2021年3月12日，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》发布，提出将实施北斗产业化等重大工程，形成强大国内市场，构建新发展格局。

国务院先后印发了《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》《“十四五”旅游业发展规划》《“十四五”国家应急体系规划》等，提出在多个重点行业领域加快推动北斗系统的应用普及。

国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、文化和旅游部、国家卫生健康委员会、中央网络安全和信息化委员会办公室、国家能源局、国家铁路局、中国民用航空局、国家邮政局等多个部委，针对文化旅游、交通运输、物联网、铁路、邮政等多个领域，制定了“十四五”规划，推动北斗系统助力多个领域蓬勃发展。各区域，各省、自治区、直辖市结合产业基础和区域特色优势，开展了各具特色的计划规划政策，旨在发展北斗、应用北斗、推广北斗，为各地区人民带来更多务实发展成果。

当前，北斗规模应用已经进入市场化、产业化、全球化发展的关键阶段，应用的深度广度不断提升。随着北斗产业化工程的深入推进，未来五年，北斗将为国民经济各行业领域和大众消费提供更先进更经济的优质产品和便利服务，更好地发挥经济社会发展重要时空基石作用，为服务民生福祉、造福人类贡献“北斗智慧”和“北斗力量”。