北斗产业发展背景及应用情况如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/08/08 08:31

北斗相关政策频繁落地,助力数字经济加速建设。

北斗时空智能是数字经济发展的新型基础设施,是数字中国的基中之基。北斗 系统是我国新型基础设施建设的重要组成部分,既赋能通信、导航、遥感技术一体化 融合,也为未来其他新型基础设施提供战略性基础性时空数据支撑。2023 年 2 月, 中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》,指出“要夯实数字中国建 设基础……推进移动物联网全面发展,大力推进北斗规模应用。”

北斗系统是动态数据的入口和源头。数据要素分为静态数据和动态数据:静态 数据为积累性数据,再生性小,更新速率慢;动态数据如实时交通数据、位置信息、 出行轨迹、各类机器传感器数据等,需要配合相关应用再次开发(如配合 GPT 插件使 用),潜在价值巨大。动态数据实时产生、无穷无尽,其获取有较高的壁垒,其收入 可持续。北斗系统是动态数据的入口和源头。所有数据想要互通、发挥有效赋能作用, 需要有统一的时间和空间基准来进行“对齐”,只有具备精确可靠的“时空标签”,才 能达成现实世界和数字世界的精准映射,实现基于时空的感知、计算和协同。

北斗产业已成为北京数字经济重要组成部分。多省发布北斗相关政策,打造北 斗产业园区。以北京为例,据北京市经济和信息化局,北京 2022 年数字经济实现增 加值 17330.2 亿元,占 GDP 比重 41.6%,较上年进一步提升;北京也是北斗卫星导航 系统的策源地,形成了国内领先、具有国际影响力的北斗时空信息科技创新链和产业 集群,产业总体规模超 1300 亿元,在城市建设管理、交通、冬奥赛事保障等数十个 领域实现北斗广泛应用,用户总规模超过 2000 万。据北京市经济和信息化局副局长 王磊,北斗产业已成为北京高精尖产业高质量发展的代表和数字经济的重要组成部分。

北斗迈入规模化应用关键阶段,预计到十四五末产值翻番,突破万亿元大关, 全球市场份额翻两番。2023 年 4 月底,第十三届中国卫星导航年会召开,《北斗卫星 导航系统建设与发展》报告发布,提到“预计到‘十四五’末期,我国卫星导航位置 与服务产业总体产值翻一番,突破万亿元大关,全球市场份额翻两番,北斗产业化向 更宽范围、更高水平、更高层次迈进。”据《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮 书(2022 年)》,2021 年我国卫星导航与位置服务产业总体产值突破 4690 亿元,同比 增速 16.29%;据北斗卫星导航系统官网,北斗系统总设计师杨长风介绍,2022 年产 值达到了 5500 亿元。到 2025 年,总体产值预计达到 8000~10000 亿元规模;2035 年则有望超过 30000 亿元。

北斗终端保有量突破 15 亿台/套,为北斗规模化应用提供基础。据人民日报, 截至今年 1 月,北斗时空智能服务的全球累计接入智能设备超 15 亿台。据《北斗卫 星导航系统建设与发展》报告,2022 年国内新入网的智能手机支持北斗出货量共计 2.6 亿部,占比达到 98.5%。据北斗卫星导航系统官网,北斗系统总设计师杨长风介 绍,中国境内支持北斗的智能手机出货量超过 3 亿部。北斗正在成为智能手机、手表 等可穿戴设备等大众消费产品定位功能标准配置,包括华为、小米、苹果等国内外主 流智能手机厂商均支持北斗,北斗三号短报文已实现与智能手机、手表信息互通。而 高德地图调用北斗卫星日定位量超 3000 亿次。此外,近年来,北斗芯片、模块、天 线等系列基础产品持续迭代升级,性价比持续提升,已经实现亿级量产规模,有力支 撑了产业链和供应链安全稳健。

近年来,随着物联网技术、计算机技术、网络通信技术和人工智能技术的飞速发 展,终端接入、感知和计算能力不断提升,人类对于北斗高精度服务的需求,正从事 后走向实时和瞬间,从静态走向动态和高速,从粗略走向精准和完备。特别是人工智 能开始引领新一轮技术革命以来,由北斗高精度服务提供的时空信息,成为了智能化 进程的重要推动力。通过将位置点、位置关系、时间统一和时空分析这些时空元素与 物联网、互联网、云计算和大数据等信息技术的有机结合,为大众生活提供着各种不 同类型的智能化应用服务。北斗高精度服务提供的精准时间和位置信息,是信息时代 最为核心的关键基础数据,是构建信息社会必不可少的信息来源。下文将详细介绍北 斗在物联网、车联网方面的应用。

北斗与物联网

北斗提供的时空信息是物联网领域智能感知的刚性需求。物联网是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的过程与技术。物联网技术融合了感知技术和网络技术,建立在高新科技迅猛发展和网络覆盖无所不在的基础之上。据《基于北斗 系统的物联网技术与应用》,当今信息化社会中 80%以上的信息数据都与位置和时间 相关。时空信息是物联网领域智能感知的刚性需求,卫星导航作为时空基准的空间基 础设施,具有统一、精确、易用及廉价的独特优势,起到了统一时空基准下获取用户 或物体时间信息和位置信息服务的重要作用,并以其覆盖范围大、精度高、应用领域 广和获取成本低等优势为物联网的发展提供时空信息支持。

北斗系统作为物联网的一个重要组成部分,主要在感知和网络两个层面体现出 优势。在感知层方面,北斗的定位和授时功能可完成精准时间信息和位置信息感知; 在网络层方面,北斗短报文通信功能可实现感知信息和控制信息的全天候、全天时及 无缝传递。根据有关研究统计,当前物联网应用主要可划分为 10 大领域,即智慧物 流、智能交通、智能安防、智慧能源(智慧电网)、智能医疗、智慧建筑、智能制造 (智能工业)、智能家居、智能零售和智慧农业,此外智慧城市和智能防灾等新的应 用也在不断地丰富物联网的应用领域。北斗系统提供的每一项服务都能够密切地参与 到多个领域的物联网应用,形成了“物联网+北斗”的应用模式。

物联网蓬勃发展,将拉动北斗基础产品需求提升。据工信部数据,近年来,物 联网用户规模快速扩大,截至 2022 年底,三家基础电信企业发展蜂窝物联网用户 18.45 亿户,全年净增 4.47 亿户,较移动电话用户数高 1.61 亿户,占移动网终端连 接数的比重达 52.3%。物联网需求的扩 容,也将带动北斗基础产品需求的扩大。

应用案例一:“物联网+北斗”构建智慧城市。智慧城市是指利用各种信息技术 或创新概念,将城市的系统和服务打通、集成,以提升资源运用的效率,优化城市管 理和服务,并且改善市民生活质量。随着穿戴设备、智能制造以及其他各种智能硬件 的兴起,“智慧城市”的概念逐步清晰和物化,涌现出了“北斗时空表”(某可穿戴产 品)、“北斗魔盒”(某高精度定位终端)、“北斗约车”(某网约车 APP)、“北斗菜”(某蔬菜物流 APP)、“货车帮”(某物流平台网站)等融合北斗定位技术的产业新生 态,推动了供给侧结构改革,让应用从传统走向智能。此外,据《基于北斗系统的物 联网技术与应用》,采用北斗 IP 核的华为等国产手机已投放市场;装有北斗接收芯 片的老人、儿童智能手表在上海、南京等地的养老机构和小学展开应用。

应用案例二:“物流+北斗”开启智慧物流。物流行业是最早大规模应用物联网 技术的行业之一,智慧物流的目的是提高物流系统智能化分析决策和自动化操作执行 能力,因此通过北斗系统获取物品的位置信息至关重要。目前,国内已有多家电子商 务企业的物流货车及配送员配备了北斗车载终端和手环。据中国纪检监察报,在快递 物流领域,基于北斗的手机终端应用融合 Wi-Fi、基站“三合一”定位技术,可在客 户下单、智能调度、中转分拣、规划运输、末端配送等方面进行自主决策,将“数智 的触角”充分延伸到货物的识别、派送人员调度、派送路径优化等“神经末梢”,基于北斗的手机终端应用依托大数据进行自动分析,可将包裹派送路径精确到楼栋、单元,为快递小哥智能导航,准确率接近 99%。快递更快,效率更高。

应用案例三:“共享出行+北斗”助力智慧交通。北斗时空智能融入共享出行领 域,将助力共享两轮出行有机融入城市公共交通生态。北斗高精度定位可帮助用户更 准确、便捷地找车用车,解决“找不到车”“还不了车”等常见问题,并降低超区、 禁停区停车的误判率,同时更精准干预用户骑行行为和停放管理。美团单车的智能锁、 电子围栏技术获得了北斗导航产品认证。通过“北斗卫星定位+蓝牙道钉”、“北斗卫 星定位+RFID 智能停车带”技术,美团单车实现厘米级多重精准定位。哈啰单车投产 的高精度智能锁均搭载北斗高精度定位芯片,智能锁接收北斗卫星信号,向哈啰数据中 心发送车辆高精度定位信息。哈啰在后台通过采集车辆定位信息,了解每一辆车的实 时位置和行动轨迹,实现大数据智能运营。滴滴青桔单车在 2020 年构建了用于城市车辆管理的“青桔智控中心”。

应用案例四:“农业+北斗”加速智慧农业发展。智慧农业是指传统农业与信息 技术相结合,实现无人化、自动化、智能化管理的物联网应用技术。北斗无人驾驶、 高精度定位导航、系统监管等一系列新兴技术让起垄播种、土地深松、作物收割、秸 秆还田等农业生产工序充满了现代科技的魅力,节省出更多的人力、物力和财力。例 如:在北斗导航自动驾驶拖拉机上输入数据和方位,拖拉机就能在田间实现精准作业。 与传统农机相比,单台北斗导航自动驾驶拖拉机日均作业量提高 30%,作业后的条田 接行准确、播行端直,精度可达 2.5cm,同时大幅降低了劳动强度,实现了舒适化操 作。目前,“农业+北斗”智慧农业应用足迹已遍布大江南北,北京、黑龙江、辽宁、 新疆、山西、湖北、江苏、上海及浙江等省、市、自治区,逐渐享受到北斗带来的农 业机械自动化的便捷。

应用案例五:“海洋渔业+北斗”扬帆远航。中国从事海洋渔业的渔船有一百多 万艘。这些渔船出海后,离开了岸基通信与导航设施的覆盖范围,必须借助卫星导航 进行航行。不同于 GPS 等卫星导航系统,北斗系统除了能够播发 PNT 信号,还能够 通过短报文把渔船位置信息发送给地面运控中心,或者向渔民推送天气海况信息,实 现渔业监控中心对渔情的掌控,为渔民提供生命安全保障,对促进渔业现代化管理和 维护国家海洋渔业权益意义重大。通过地面运控中心接入互联网,渔民还可以用短报 文发微博。可见,以北斗系统为基础建立的海洋渔业监控管理系统已经具备了简单的 物联网的形态。

北斗星通北斗船联网是目前中国北斗系统最为典型的产业化应用案例。北斗星 通北斗船联网目前拥有入网用户超 5 万个,伴随手机用户超 15 万个,监控系统 1,300 余套,为智慧海洋的建设提供了重要保障,是目前中国北斗系统最为典型的产业化应用案例。此外,北斗星通推出的渔船渔港动态监控管理平台也是国内首个北斗 规模化民用应用案例,平台提供渔船渔港日常监管、安全救助、应急处置、伏休管理、 涉外管理、执法管理、气象预警等多场景使用,满足部、省、市、县四级渔业管理部 门使用需求。平台历经三代发展,已经从最早的北斗船位集中展示平台发展到集渔船 监控、渔港监管、水上执法、应急通信、防灾救助、数据分析等功能为一体的立体化 监控平台,并基于多种渔业数据,衍生出公众信息服务、海洋捕捞资源管理、气象预 警发布等多个关联系统。

北斗与车联网

车联网将给社会出行体系带来颠覆性改变。“车联网”技术是指通过在车辆仪表 台安装车载终端设备,实现对车辆所有工作情况及静态、动态信息的采集、存储和发 送。车联网系统一般具有实时实景功能,利用移动网络实现人车交互。车联网还能利 用先进的传感器及控制技术实现智能驾驶,降低交通事故发生率。据光明日报,通过 车辆之间的相互通信,公路交通容量可提高 50%~80%;视距范围之外的传感和通信, 可减少交通安全事故 50%~80%,提升交通效率 10%~30%;因为交通更加有序,自动驾 驶将减少车辆低速行驶的频次,燃料消耗将降低 28%,减少污染物排放近 20%。

北斗与 5G 的融合将深度赋能智能驾驶技术。智能驾驶是未来汽车行业的重要增 长点之一,其中高精度地图、自动驾驶和车路协同是智能驾驶发展的 3 大重要方向, 北斗技术和服务在其中都起着至关重要的作用。通过北斗地基增强系统、5G 基站辅 助定位构建“5G+北斗”高精度定位网络,能够提供厘米级定位服务,极大地扩展导航的范围,有效提升时空信息的精确度,为用户提供稳定可靠的服务;还可以进一步 构建和丰富 5G 生态应用,以此打造全场景、高精度的位置感知,从而实现在这些复 杂场景下的稳定、可靠、精准的定位。未来车联网与“5G+北斗”相结合,既能够通 过“5G+北斗”实现高精度实时定位与智能驾驶,又能够通过 5G 实现高速视频信息传 输、行车信息和控制信息实时交互。

5G 网络建设稳步推进,网络覆盖能力持续增强,推动车联网、物联网应用规模 化。工信部数据显示,截至 2023 年 2 月末,我国 5G 基站总数达 238.4 万个,占移 动基站总数的 21.9%。2022 年,全年新建 5G 基站 88.7 万个,占移动基站总数的 21.3%,占比较上年末提升 7 个百分点。随 5G 网络建设的稳步推进,万物互联的智能 时代也将开启,从而推动现有的物联网、车联网应用规模化、产业化。

多家运营商入局北斗领域,北斗+5G 大势所趋。以中国移动为例,中国移动依托 现有的全国通信站址优势,打造完成了全球规模最大的“5G+北斗”高精度定位系统, 该系统已于 2020 年 10 月正式上线发布,基于一张“5G+北斗”高精度融合网络,提 供动态厘米级、亚米级,以及静态毫米级的高精度定位服务,并融合合作终端提供端 到端的解决方案。目前,其服务范围已覆盖全国,系统具备基站高密覆盖、用户信息 安全电信级运维保障、业务模式丰富四大优势。

车辆路测监控方面,北斗广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监 控、港口高精度调度监控等业务。据《北斗卫星导航系统建设与发展》,2022 年度,超 790 万辆道路营运车辆,超 4 万多辆邮政快递干线车辆,全面提升交通信息化水平, 显著降低重大交通事故发生率。2021 年中国移动牵头发起“5G+北斗”高精定位星耀 行动路测计划,联合一汽、东风、上汽、广汽、长城等车企以及博世、华为等产业链 合作伙伴,旨在未来三年内共同完成覆盖全国 100 万公里道路、100 座城市的路测。

车路协同方面:“北斗+5G”赋予交通运输时空域内的厘米级和纳秒级时空位置的管控功能。通过“5G+北斗”构建的车联网能够实现V2X车路、车与周边环境协同,对智能网联汽车提供精准时空位置服务的一种泛在的信息网络。据人民咨询,南昌市正在建设的九洲高架东延项目将建成国内首条基于“5G+北斗”车路协同的开放式城市智慧道路,并开展自动驾驶车路协同测试。通过北斗系统,构建智能交通监控与管理系统,实现行车安全管理和公交车调度。

高精度定位及自动驾驶方面:定位天线、定位算法、定位芯片、手机地图等技 术要素的全方位升级发挥重要作用。对自动驾驶地图来说,高精地图含静态信息就 跟现在的地图一样,如道路的形状和它的类型,可以控制弯道的车速,而进入高架桥 下面或者隧道里面就会自动启用惯性导航系统来弥补北斗这个导航系统的不足。另一 方面,还要有控制的功能,要含有实时的动态信息,如交通及道路的实时状态、交通 突发的一些事件、某些信号牌是不是倒下等等,实时地告诉运行的车辆,来确保车辆 的安全可控,再加上地图,这样合成起来,才能够保证车辆的安全运行和自动驾驶。

典型案例便是基于“5G+北斗高精度定位”系统的上海洋山港区“5G+智能驾驶” 应用场景,据中国移动上海产业研究院,2021 年,在上海,中国移动建设的北斗地 基增强基准站已有 20 个,覆盖上海全境。中国移动已在洋山港区域完成 56 个 5G 基 站建设及 4 座北斗地基增强基准站建设,能提供高精度定位、人车路协同平台服务等。