GPS這個全球定位系統(tǒng),是由美國建立的一個衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),利用該系統(tǒng),用戶可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全天候、連續(xù)、實時的三維導航定位和測速;另外,用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位?,F(xiàn)實生活中,GPS定位主要用于對移動的人、寵物、車及設備進行遠程實時定位監(jiān)控的一門技術(shù)。GPS定位是結(jié)合了GPS技術(shù)、無線通信技術(shù)(GSM/GPRS/CDMA)、圖像處理技術(shù)及GIS技術(shù)的定位技術(shù),可實現(xiàn)很多功能。
現(xiàn)在中國自行研制的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在亞太區(qū)已經(jīng)在性能上不輸于GPS,在很多應用領域都大放異彩。每年入汛以后,全國各地降雨頻發(fā),很多城市都會遭遇暴雨內(nèi)澇的困擾。這些年,為了避免積水對城市安全和市民生活造成影響,各個地方都在想辦法,今年汛期,北京就首次引入中國自行研制的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)來助力下凹式立交橋汛期排水。
有了北斗精準測量設備,輕松找準雨水篦子和燃氣管線,人人成為活地圖
7月20日,在經(jīng)歷了一夜的持續(xù)降雨后,北京迎來了暴雨“大考”。這場大雨一共歷時55個小時,全市平均降雨量達到212.6毫米,形成了21處積水斷路。在這次暴雨中,北京排水集團共有3102人投入到防汛減災工作中,85座泵站全部開啟運行,最大限度地保證了人民群眾生命財產(chǎn)安全。28歲的李博倫是北京排水集團一名普通的養(yǎng)護員,他所在的班組負責北京西南三環(huán)附近175公里的雨污水管網(wǎng)的維護。
北京西南三環(huán)有很多個下凹式立交橋區(qū),每到汛期,都會成為排水管控的重點地帶。
李博倫在這個崗位上已經(jīng)工作8年了,但是他向《經(jīng)濟半小時》記者直言,疏通雨水篦子并不是一件簡單的事。
北京排水集團員工李博倫:水太大的話會把井蓋給頂開,就成一個窟窿了,不小心的話就會掉下去。
因為暴雨中時??床坏接晁髯拥木唧w位置,只能憑借經(jīng)驗大概定位,然后用雙手觸摸找到準確位置再進行疏通。
如何才能讓李博倫這樣的市政工作人員在雨水、污水中準確又安全地找到雨水篦子呢?從2016年6月起,北京排水系統(tǒng)在全市139座下凹式立交橋嘗試引入了一套北斗精準位置服務系統(tǒng),從根本上扭轉(zhuǎn)了排水員工尋找雨水篦子的窘境。
當它靠近預先設定的應急點時,手持平板就會發(fā)出嘀嘀叫聲,提示已經(jīng)到達雨水篦子所在位置,這樣工作人員就不需要再用雙手去摸索尋找了。
李博倫告訴《經(jīng)濟半小時》記者,設備中帶紅旗的點就是測量好的抽中點,確定后展開緊急實行搶險的任務。
這套設備為什么能定位呢?其實秘密就在這個像小飯盒一樣的接收裝置里,它可以接收來自北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號,進行分析處理,進而完成定位。
中國科學院院士楊元喜:北斗是一個為廣大用戶,軍民用戶提供定位、導航,還有精確時間服務的一個系統(tǒng)。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要,自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2000年10月31日我國第一顆北斗導航衛(wèi)星被送入地球同步軌道。中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯德羅納斯系統(tǒng)、歐盟伽利略定位系統(tǒng)共同躋身聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會認定的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)四大核心供應商。
楊元喜:一個國家,建設國防是可能需要一個導航定位設施系統(tǒng),同樣的所有的民用,特別是強調(diào)信息化建設,智慧城市建設,數(shù)字地球建設,衛(wèi)星導航系統(tǒng)都是核心基礎設施。我們80%的信息都可能和你的位置、時間有關(guān)聯(lián)。所以說,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在這個方面,它體現(xiàn)的是一個國家時間、空間的基礎設施。
楊元喜,中國科學院院士,中國著名大地測量學家。他告訴《經(jīng)濟半小時》記者,在亞太地區(qū),我們北斗的可用性、可視衛(wèi)星的個數(shù),就是可觀測衛(wèi)星的個數(shù),以及定位精度、導航性能,都不輸于GPS(全球定位系統(tǒng))。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)集集定位定向、實時導航、位置報告、精確授時、短信服務等五大功能于一體
有著52年歷史的美國全球定位系統(tǒng)GPS,目前占據(jù)導航市場絕大部分份額。后起之秀的北斗憑借不輸于全球定位系統(tǒng)的性能,正在導航市場中直追猛趕,要將這塊價值千億的大蛋糕更多的劃入囊中。
工信部軟件與集成電路促進中心高級工程師周萌告訴《經(jīng)濟半小時》記者,衛(wèi)星導航定位總產(chǎn)值四千億元,而其中約30%是由北斗具體產(chǎn)業(yè)帶來的,預計到2025年,北斗產(chǎn)值占比可能會上升到60%左右,達到八千億到一萬億元。
正是因為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在民用領域的大踏步發(fā)展,讓李博倫這樣的一線排水養(yǎng)護人員,也能從中受益,改善了工作條件。其實不只是排水系統(tǒng),因為它,燃氣系統(tǒng)的工作與安全環(huán)境,更是有了天翻地覆的改變。
2016年6月3日,北京的薊門橋曾經(jīng)發(fā)生了一起燃氣管線的泄漏事故。
高順利,北京燃氣集團副總經(jīng)理。他告訴《經(jīng)濟半小時》記者,事故發(fā)生的原因是因為其它工程施工部門在完全不知道燃氣管線位置的情況下,就貿(mào)然施工造成的。的確,城市的地下管線錯綜復雜,稍不小心就容易碰到,導致事故發(fā)生。以北京為例,截至2014年,根據(jù)北京市容市政管委會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,不包括人防在內(nèi)的北京市地下管線總長度為13.2萬公里。分為7大類、12小類,共涉及11個權(quán)屬部門。
如何才能從源頭上杜絕地下管網(wǎng)的意外損害呢?
北京燃氣集團有限責任公司副總經(jīng)理高順利提出:如果北京市所有市政管線都在一個地理信息系統(tǒng)上統(tǒng)一標識,所有施工單位在施工前,全到相關(guān)部門去查這個圖紙,這樣就可以避免這些事故的發(fā)生了。
如果要得到全北京市的地下管網(wǎng)圖,那么首先就要進行精準測量。
就在薊門橋附近這條僅100米的人行道上,《經(jīng)濟半小時》記者就發(fā)現(xiàn)了有超過20個井蓋。
這些井蓋分屬于市政、排水、自來水、公安、交管、通訊等八九個單位,而每出現(xiàn)一種井蓋就意味著地下鋪設了與之相應的管線??梢哉f每走一步,我們的腳下就有數(shù)十種管線。要想依靠人工準確測量,幾乎是一個不可能完成的任務。
2014年,本著對安全工作的高度負責精神,北京燃氣在全國市政單位中率先采用了北斗導航定位系統(tǒng)。高順利:只需要兩三年的時間,就可以全面的完成我們的整個北京市燃氣管線的復測工作。
在北京燃氣的監(jiān)控大廳里,可以很精準地看到每一個管網(wǎng)巡查人員和每一輛搶險車所在的位置。
祁德福是一名在燃氣系統(tǒng)工作了近30年的老員工。
祁德福每天都要巡查超過20公里的燃氣管線,通過儀器分析是否有燃氣泄漏。
這份工作最重要的一點就是要精確確定管線的位置。因為一旦存在偏差,這種主動監(jiān)測就完全失去了意義。祁德福有一個外號,叫做一腳蹬。這個稱呼的意思就是祁德??梢栽诓唤柚貓D的情況下,幾乎就能準確指出所在片區(qū)燃氣管線的位置。
然而,即便是一腳蹬的祁德福也在工作中遇到過找不到管線的麻煩。
之前所有的管線都記錄在小白圖紙上,但圖紙上具體深度或者位置偏移都無法體現(xiàn)。如果貿(mào)然開工,一旦觸及燃氣管線,后果將不堪設想。而現(xiàn)在,有了北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的幫助,這樣的情況再也不會發(fā)生了。即便是年輕的燃氣員工都可以很輕而易舉地準確找到燃氣管線的位置。
陳駿是一名入行剛4年的年輕員工,他有著一套與李博倫類似的北斗高精度定位系統(tǒng)。
在他的平板電腦上,《經(jīng)濟半小時》記者看到燃氣管線的脈絡清清楚楚,所在的位置以點的方式精確體現(xiàn),當二者重合,就意味著陳駿所在的位置位于管線正上方。
高順利:以前我們的管線定位,主要靠的都是職工的經(jīng)驗,所以在以前的我們特別推崇職工成為活地圖,有了北斗之后,現(xiàn)在我們提出人人成為活地圖。
現(xiàn)在,北斗高精度導航定位系統(tǒng)已經(jīng)滲透到北京燃氣系統(tǒng)的方方面面,從應急搶險、泄漏檢測到運行維護等全業(yè)務鏈,實現(xiàn)了位置數(shù)據(jù)和管網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的精準深度融合。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)讓北京燃氣受益,讓北京排水集團受益,北斗的高精度測繪也解決了他們困擾很久的問題。2016年初,《北京市水污染防治工作方案》出臺,明確要求到2017年,北京中心城、新城的建成區(qū)基本消除黑臭水體。而為了達成這一個目標,首先就要摸清楚北京所有的排河口的準確位置。
在北京排水集團監(jiān)控大廳里, 286條河道的近7000個排河口密集而又準確呈現(xiàn),紅點為排污水口,綠點為雨水口,定位精度達厘米級。
如今,北京燃氣集團和北京排水集團都從北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的高精度定位服務中得到了不小幫助。北斗衛(wèi)星導航總設計師孫家棟曾經(jīng)說過這樣一句話:天上北斗好用,地下北斗用好。
根據(jù)《中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)》白皮書顯示,北斗導航定位相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預報、測繪地理信息、森林防火、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災減災、應急搜救等領域,逐步滲透到人們生活的方方面面。隨著北斗衛(wèi)星系統(tǒng)日臻完善和下游企業(yè)的不斷發(fā)力,未來的北斗將更好的服務大眾。
如何才能更好的挖掘北斗的市場潛能呢?這就對北斗系統(tǒng)應用終端的發(fā)展提出了很高要求。
楊元喜:這個進展不僅是系統(tǒng)上,更重要的是我們北斗的終端,高精度的終端。這幾年,我們好幾個接收機廠商做了很多的努力,所以我們這幾年北斗與GPS集成產(chǎn)品在市場,甚至在國際市場,具有很強的競爭力。
北京燃氣和北京排水使用的北斗高精度定位設備,來自廣州南方衛(wèi)星導航儀器有限公司。這也是國內(nèi)第一個開發(fā)北斗高精度定位設備的廠商。徐丹龍,廣州南方衛(wèi)星導航儀器有限公司的副總經(jīng)理,他告訴《經(jīng)濟半小時》記者,當初下決心開發(fā)北斗高精度系統(tǒng)在公司內(nèi)部還遭遇了很強的反對聲。
時間回到2010年,那時候的廣州南方衛(wèi)星導航已經(jīng)是美國全球定位系統(tǒng)芯片的第一大用戶,定位產(chǎn)品銷量一直穩(wěn)居全國第一,公司銷售額2009年達到2.5億元人民幣。而且,美國全球定位系統(tǒng)已經(jīng)有30多年歷史,24顆全球衛(wèi)星已經(jīng)全部發(fā)射完畢,而北斗衛(wèi)星當時才剛剛發(fā)射6顆,實驗系統(tǒng)才建立完成。
廣州南方衛(wèi)星導航儀器有限公司副總經(jīng)理徐丹龍:客觀的講,當時北斗的衛(wèi)星剛剛發(fā)射,到底出于一個什么樣的狀態(tài),我們其實內(nèi)心也不是特別有把握。
此前,南方衛(wèi)星導航也曾經(jīng)在俄羅斯的格洛納斯定位系統(tǒng)上下過一番力氣,投入不少人力物力,但結(jié)果卻并不如人所愿。
徐丹龍:對于我們來講的話,應該是一個非常艱難的決定。
團隊集結(jié)了上百名研發(fā)人員,開始嘗試生產(chǎn)北斗自主的芯片板卡以及高精度定位終端。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)到底行不行呢?團隊能不能做出高精度的芯片最后實現(xiàn)應用呢?這樣的高壓狀態(tài)持續(xù)了整整18個月。2012年初,第一款中國自主研發(fā)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)芯片終于面世了。懷著試試看的心態(tài),他們把產(chǎn)品交給了市場。
徐丹龍:我們當時賣了2500臺,在整個銷售比例里面,大概占到了25%到30%。
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)穩(wěn)定的信號、產(chǎn)品給出的精確定位以及富有競爭力的價格得到了市場很好的反饋。
從第一年的2500臺開始,徐丹龍和團隊們一步步優(yōu)化著產(chǎn)品,讓天上的衛(wèi)星更好地為地上的用戶服務。
到2013年,南方衛(wèi)星導航已經(jīng)成功研發(fā)出全系列的基于北斗的高精度定位產(chǎn)品。借助北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),公司業(yè)績實現(xiàn)高速增長,2015年,公司產(chǎn)值5.5億元,成為了全球第二大高精度導航定位產(chǎn)品供應商。
南方衛(wèi)星導航的發(fā)展,僅僅是北斗衛(wèi)星導航走向大眾應用其中的一個縮影。從2004年北斗系統(tǒng)開放民用以來,越來越多的企業(yè)加入了對北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)應用的開發(fā)之中。
北斗千億級零用市場啟動,產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來向上拐點
2004年,還是一家小公司的北斗星通看準時機,成為了第一家拿到北斗衛(wèi)星導航民用牌照的企業(yè)。
可是,牌照雖然有了,胡剛和團隊卻并沒有想好開發(fā)什么樣的北斗產(chǎn)品。
美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)是只管發(fā)射信號,收聽者是誰,系統(tǒng)無法得知。而不同于這種單向發(fā)送機制,北斗一代的實驗系統(tǒng)定制了短信報文功能,也就是說北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)不僅能告訴用戶什么時間、什么地方之外,還可以將用戶的位置信息發(fā)送出去。
楊元喜:GPS做不到,目前的所有系統(tǒng),唯獨北斗能夠做到。
北京北斗星通導航技術(shù)股份有限公司總裁胡剛:后來就發(fā)現(xiàn)一個最剛性的市場,就是海上漁船。有一些船員一出海就一兩個月,他在海上一個闌尾炎就要命了,然后這種傷病,如果我知道你在哪里、是什么狀況,國家可以派直升機,派各種手段去救他。
找準了方向,胡剛和團隊便開發(fā)了基于北斗的漁船定位系統(tǒng)。這樣的產(chǎn)品推出不久,就給很多漁民帶來了實實在在的幫助。
在海上沒有移動通訊網(wǎng)絡的情況下,漁民可通過北斗的短報文功能快速求救。
不僅能救命,北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)還能幫助漁民跟家里溝通,甚至進行商業(yè)活動。正因為如此,胡剛告訴《經(jīng)濟半小時》記者,目前,在福建沿海,漁民出海前做的事情都發(fā)生了改變。
正是因為北斗導航切實給漁民帶來好處,目前北斗星通服務的漁船遍布東海、南海、黃海等領域,已經(jīng)達到近4萬艘,公司的產(chǎn)值和效益也發(fā)生了翻天覆地的改變。
胡剛:去年收入是將近12個億,人員是2500人,整個北斗星通凈資產(chǎn)已經(jīng)是將近40到50億。
南方衛(wèi)星導航、北斗星通這樣的企業(yè)并不是個例,如今,基于北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的產(chǎn)品越來越多,北斗導航已經(jīng)帶動了一個新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
工信部軟件與集成電路促進中心高級工程師周萌:目前在主板、中小板大概有20到30 家的上市公司,今年大概有十幾家的北斗相關(guān)的企業(yè)會在新三板,預計會在新三板掛牌。
楊元喜:我的預感在未來五年,當我們的核心技術(shù)再得到進一步的突破,我們的芯片開發(fā)、設計再取得大進步,服務態(tài)度再上去,我們國內(nèi)的這些北斗終端就一定能在國際市場上占有很強的競爭力。
【半小時觀察】北斗:天上好用,地上用好
根據(jù)中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會估算,到2020年,我國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值,將超過4000億元,北斗系統(tǒng)的市場占有率將超過一半。作為國家的戰(zhàn)略依托,北斗導航衛(wèi)星既有著強大的軍事戰(zhàn)略意義,也是我國國防的重要保障。而如今在民用領域,隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在國民經(jīng)濟各領域的廣泛應用,北斗產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入高速成長期。當然,北斗走向成熟,還需要一個的反復試驗和不斷完善的過程,需要合理的市場資源配置,需要一批又一批的實干者不斷耕耘。有了這些積極的因素,北斗系統(tǒng)‘天上好用、地上用好’的格局與態(tài)勢,才會早日成為現(xiàn)實。