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北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與新基建融合協(xié)同發(fā)展的深度思考

韓雅娟 于德營 姜碩

摘要：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（以下簡稱北斗）是提供高精度時空基準服務的國之重器，新基建是實現(xiàn)我國經(jīng)濟高質量發(fā)展的重要引擎，“十四五”時期推動兩者加快融合具有重大意義與深遠影響。本文論述了北斗與新基建的內在關系、北斗助力新基建高質量發(fā)展的五大方向趨勢以及新基建對于壯大北斗產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的關鍵著力點、著眼點，并提出了相關建議與展望。

關鍵詞：北斗；新基建；融合；數(shù)字經(jīng)濟；數(shù)字中國

新基建與北斗融合協(xié)同發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。新基建是數(shù)字化轉型的有力推動，是數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展底座，是數(shù)字中國的立足之基?！笆奈濉币?guī)劃提出，加快建設新型基礎設施，建設高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎設施。北斗系統(tǒng)作為我國自主建設、獨立運行和持續(xù)發(fā)展的重大天基時空基礎設施，為國民經(jīng)濟、國防工業(yè)各領域提供必不可少的時空信息服務，是新基建的緊密相關者、基礎賦能者、重要驅動者，是數(shù)字中國的基礎之基。

一、北斗與新基建有著深刻關聯(lián)與內在聯(lián)系

2020年國家發(fā)展改革委對新基建范圍做出明確，新基建主要包括信息基礎設施、融合基礎設施、創(chuàng)新基礎設施。國家發(fā)展改革委同時指出，隨著技術革命和產(chǎn)業(yè)變革，新型基礎設施的內涵、外延也不是一成不變的。從新基建范疇的釋義可以看出，北斗與新基建有著深刻與廣泛的關聯(lián)聯(lián)系。

北斗作為全球公共服務基礎設施，是新基建的緊密相關者。2020年7月，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通。同年8月《人民日報》發(fā)表評論員文章指出，北斗系統(tǒng)是我國為全球公共服務基礎設施建設做出的重大貢獻，是中國特色社會主義進入新時代取得的重大標志性戰(zhàn)略成果。近年來出臺的多項國家規(guī)劃、戰(zhàn)略、指導意見文件將北斗列入建設要求，體現(xiàn)了兩者在頂層設計中的緊密聯(lián)系。例如，《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035）》《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》等明確提出了加快差分基站建設、建設覆蓋全國的車用高精度時空基準服務能力、建設導航與通信融合等多項推動北斗在車輛高精度定位領域應用、實現(xiàn)北斗時空信息服務在交通運輸行業(yè)深度覆蓋等政策要求。

北斗提供高精度時空基礎信息，是新基建的基礎賦能者。隨著北斗三號的建成，北斗面向全球提供定位導航授時(RNSS)、全球短報文通信(GSMC)、國際搜救(SAR)等3種基礎型服務，面向亞太地區(qū)額外提供星基增強(SBAS)、地基增強(GAS)、精密單點定位(PPP)、區(qū)域短報文通信(RSMC)4種增強型服務。目前北斗已在全球許多國家和地區(qū)得到應用，向億級以上用戶提供服務，已形成應用廣度、融合深度、安全剛度日益完善的產(chǎn)業(yè)應用生態(tài)，全面服務于交通運輸、農林牧漁、水文監(jiān)測、氣象測報、石油石化、建筑施工、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全、智慧城市等行業(yè)領域，例如,截至2020年底北斗已建設完成了約1700座電力北斗地基增強系統(tǒng)、基于北斗的農機自動駕駛系統(tǒng)推廣應用近4.5萬臺/套、應用北斗系統(tǒng)道路營運車輛超700萬輛。北斗已廣泛進入大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領域，深度融入信息基礎設施、融合基礎設施、創(chuàng)新基礎設施等新型基礎設施，提供戰(zhàn)略性、基礎性的時空數(shù)據(jù)支撐，持續(xù)孕育新業(yè)態(tài)、新模式，服務數(shù)字經(jīng)濟、支撐數(shù)字中國建設。

北斗具備較強的關聯(lián)帶動效應，是新基建的重要驅動者。一方面，北斗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對拉動新基建規(guī)模有一定的作用。我國北斗建設累計總投資僅數(shù)百億元，2020年我國全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值超過4000億元，對國民經(jīng)濟起到良好的關聯(lián)帶動效應。但相較全球而言，我國衛(wèi)星導航與位置服務市場發(fā)展對新基建和其他領域的衍生帶動效益未來仍有較大的提升空間。截至2020年，我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值與關聯(lián)產(chǎn)值的比例為1∶2，當前全球GNSS產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)值與關聯(lián)產(chǎn)值平均比例超過1∶3，隨著北斗應用的滲透以及關聯(lián)比例的提高，到2025年，預期北斗綜合時空服務總體產(chǎn)值預計達到8000～10000億元規(guī)模;到2035年，預期直接產(chǎn)生和帶動形成的總體產(chǎn)值規(guī)模將超過30000億元。另一方面，北斗擁有強大的創(chuàng)新能力，是新基建重要的創(chuàng)新驅動力量。截至2020年底中國衛(wèi)星導航專利申請累計總量（包括發(fā)明專利和實用新型專利）已突破8.5萬件。北斗創(chuàng)新體系仍在建設，北斗在天/地基增強、通導融合、泛在定位、智能化水平等科技創(chuàng)新領域持續(xù)完善、加速突破。同時北斗產(chǎn)教融合繼續(xù)往深處、實處推進，有利于形成新的北斗創(chuàng)新驅動的新型創(chuàng)新基礎設施。

二、完善北斗時空體系建設，助力新基建高質量發(fā)展

習近平總書記提出，到2035年建設更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。隨著北斗綜合時空體系建設，北斗將為新基建提供更高質量、更加安全的新時空智能服務。通過進一步強化大連接、大數(shù)據(jù)、大計算、大安全和大服務等五大要素的配置和完善，提升時空體系基礎服務的廣度和力度，北斗將有效助力新基建更高質量發(fā)展。

打造北斗大安全體系，夯實新基建安全底座。從國家安全、經(jīng)濟安全和社會公共安全出發(fā)，我國必須建立防干擾、反欺騙的體系，監(jiān)測威脅攻擊源，保護導航頻譜，優(yōu)化接收機，增強性能功能，并采取有效的應對應急措施。通過技術創(chuàng)新與系統(tǒng)集成，形成抗衡干擾和抗欺騙威脅的系統(tǒng)體系，確保關鍵基礎設施安全。通過打造北斗大安全體系，完善基于北斗的堅韌的綜合導航定位和授時(positioning, navigation, and timing — PNT)系統(tǒng)，確保綜合PNT系統(tǒng)應用的安全可信，構筑時空服務反欺騙、抗干擾、防劫持能力，護航新基建。

打造北斗大鏈接體系，強化新基建聯(lián)接基礎。截至2020年底，具有北斗定位功能的終端產(chǎn)品社會總保有量超過10億臺/套（含智能手機）。目前，我國智能手機、智能汽車、可穿戴設備、共享單車等大眾應用場景已廣泛使用北斗服務，未來隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的快速滲透，越來越多的個人終端、行業(yè)終端以及新型基礎設施終端將實現(xiàn)與北斗的鏈接。將北斗與5G信息網(wǎng)絡相融合，滿足海量設備的接入需求，形成高精度、大帶寬、高速度的北斗大鏈接體系，實現(xiàn)基于北斗的物聯(lián)網(wǎng)高并發(fā)的可感知、可測量、可計算、可控制，統(tǒng)一新基建各領域、各終端的高精度時空基準，聯(lián)通新基建。

打造北斗大數(shù)據(jù)體系，挖掘新基建數(shù)據(jù)價值。通過多源時空數(shù)據(jù)的融合統(tǒng)一，得到更準確、更豐富的信息，再以北斗提供的高精度時空大數(shù)據(jù)為主線，深入挖掘其特征，洞察背后的商業(yè)價值。同時，基于北斗高精度的大眾化普及與大數(shù)據(jù)挖掘，將發(fā)展出更多的大眾位置服務應用場景，例如基于車道級定位自動駕駛、交通違章監(jiān)管或交通事故責任判定和保險理賠、更加精準的地理營銷與廣告投放、更加準確的人員或資產(chǎn)跟蹤等。通過北斗大數(shù)據(jù)體系建設，搭建場景和需求的預測框架，挖掘時空大數(shù)據(jù)隱藏的經(jīng)濟，助力新基建。

打造北斗大計算體系，放大新基建衍生紅利。云計算與云平臺是實現(xiàn)高算力、高可靠、高實時的核心技術之一。通過云計算的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理與空間信息一體化、多層次、多方位直聯(lián)，打造高度簡化、標準化、自動化和彈性化的北斗云平臺中心，使之成為支撐北斗大鏈接體系、大數(shù)據(jù)體系不斷發(fā)展的關鍵保障，成為滿足新基建日益增長、日益拓展、日益多元服務需求的關鍵引擎。打造北斗大計算體系，可使億萬級規(guī)模設備接入的高精度、高可靠、高安全的時空高速普惠服務成為可能，加速新基建。

打造北斗大服務體系，繁榮新基建數(shù)字生態(tài)。通過互聯(lián)網(wǎng)技術面向大眾領域、行業(yè)領域、前沿領域提供新時空智能服務。例如環(huán)境感知和場景智能化技術形成環(huán)境智能服務，通過與新一代信息技術的集成，實現(xiàn)應用場景數(shù)字化、應用服務智能化，構成新基建的服務生態(tài)系統(tǒng)基礎，為無人機、無人車、無人船等前沿智能無人系統(tǒng)的發(fā)展提供高精度定位服務。打造北斗大服務體系，實現(xiàn)真正的泛在、多層次、智能化服務，滿足新基建新場景的不同需求指標，促生多樣化的北斗智能應用，繁榮新基建。

三、把握新基建發(fā)展機遇，壯大北斗產(chǎn)業(yè)化規(guī)模

新基建將拉動數(shù)萬億元項目投入，推動經(jīng)濟社會數(shù)字化轉型，培育新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟。新基建將給北斗帶來更加豐富、更大規(guī)模的應用場景，是北斗產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展的重大機遇期。北斗與新基建融合發(fā)展、壯大北斗產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的中短期關鍵著力點是信息基礎設施與融合基礎設施，長期著眼點是創(chuàng)新基礎設施。

把握信息基礎設施建設機遇，加速北斗與新一代信息技術深度集成。信息基礎設施主要是指基于新一代信息技術演化生成的基礎設施，比如以5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡基礎設施，以人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術基礎設施，以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等。北斗與信息基礎設施深度關聯(lián)，例如北斗發(fā)展低軌增強、通導融合，與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)關聯(lián)度極高；北斗為5G提供精準授時，加快與5G室內室外融合定位技術突破，可實現(xiàn)與5G的協(xié)同發(fā)展；北斗可為數(shù)據(jù)和智能計算中心提供具有基礎意義精準授時服務，未來也將發(fā)展建設北斗主導的時空服務的數(shù)據(jù)中心與智能計算中心。信息基礎建設勢必帶動大量北斗密切關聯(lián)的應用場景，特別是北斗與新一代信息技術融合場景。隨著數(shù)字經(jīng)濟體量的不斷抬升，新一代信息技術應用規(guī)模以及北斗產(chǎn)業(yè)化水平將進一步放大。

把握融合基礎設施建設機遇，推動北斗在智能交通和智慧能源領域的高水平應用。融合基礎設施主要是指深度應用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，支撐傳統(tǒng)基礎設施轉型升級，進而形成的融合基礎設施，比如智能交通基礎設施、智慧能源基礎設施等。北斗與融合基礎設施高度相關。北斗在智能交通架構中的終端層、網(wǎng)絡層、服務層均發(fā)揮著關鍵基礎作用，北斗高精度定位對航空運輸、軌道交通、公路交通等領域無人駕駛應用不可或缺。智慧能源系統(tǒng)要求更高比例的分布式可再生能源接入、更高比例的數(shù)字化電子電力器件，將帶來比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更精準的調頻時間同步要求；此外，電力系統(tǒng)日常運營愈加向少人化、無人化轉型，例如無人機風光電場巡檢、輸電網(wǎng)絡巡檢等，此類場景對高精度定位的需求也將呈爆發(fā)式增長。融合基礎設施建設可推動北斗高精度定位、高精度授時服務在更大范圍國土空間上和更多數(shù)量設備終端中的應用，提升北斗產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

把握創(chuàng)新基礎設施建設機遇，鞏固北斗科學研究、技術創(chuàng)新的長久發(fā)展基礎。創(chuàng)新基礎設施主要是指支撐科學研究、技術開發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎設施，比如，重大科技基礎設施、科教基礎設施、產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新基礎設施等。人才是北斗產(chǎn)業(yè)接續(xù)升級發(fā)展的基礎，我國北斗領域專業(yè)技術人才、復合型人才和高端人才目前嚴重不足，相關專業(yè)學科建設基礎薄弱，而企業(yè)急需的專業(yè)技術人才多是通過崗位鍛煉，培養(yǎng)周期長、投入成本高，不利于北斗產(chǎn)業(yè)的持續(xù)性創(chuàng)新與健康長遠發(fā)展。把握創(chuàng)新基礎設施建設機遇，實施北斗產(chǎn)教融合，建設北斗相關的科教基礎設施以及產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新基礎設施，實現(xiàn)基建鏈、教育鏈、人才鏈、創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的有機銜接，不斷孕育支撐北斗持續(xù)性創(chuàng)新突破、迭代升級的新動能。

四、結語

新基建與北斗融合協(xié)同發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。加快北斗及產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展，有助于構建高質量的新基建體系；同時受益于新基建建設，北斗應用水平和應用規(guī)模將實現(xiàn)雙提升。建議建立頂層協(xié)調機制，促進跨領域、跨部門協(xié)同，建立合理的資源共享機制，做好各類設施資源的利用和銜接，推動北斗與新基建融合發(fā)展。

綜上，深化北斗與新基建融合發(fā)展有利于建設安全基礎自主可控、基礎能力更加精準、數(shù)字化程度更高水平的新型基礎設施，有利于建設天地融合更加全面、高精度定位授時更加泛在、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展更具規(guī)模的北斗智能時空體系，對加速經(jīng)濟數(shù)字化轉型進程、落實數(shù)字中國戰(zhàn)略有著重大而深遠的影響。

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 注：文中圖片來源于網(wǎng)絡。