來源:中國經營報

本報記者 李玉洋 上海報道

2022年9月6日,華爲Mate 50成爲全球首款支持北斗三號短報文通信的大衆智能手機。目前,北斗三號短報文通信已經成爲國產智能手機推出新產品的標配。2023年3月23日華爲最新推出的智能手機P60系列和智能手錶Watch Ultimate又首發了北斗三號短報文雙向通信功能。

當手機、手錶等智能終端直連衛星以後,衛星通信的未來還有哪些可能?日前,中國衛星導航系統管理辦公室放出消息稱,北斗三號全球衛星導航系統自2020年建成開通以來,持續提供功能強大的衛星導航服務,高精度、短報文等特色服務能力已得到充分驗證。

如果要對這一消息劃重點的話,短報文是一個,另一個則是高精度。多位受訪者告訴《中國經營報》記者,當前高精度應用已成爲全球各大衛星導航系統的發展熱點。“我們在北斗二號規劃前期就參與北斗產業鏈,從基帶芯片做起,可以看到北斗在安全監測、自然災害監測、民航位置追蹤、農機自動駕駛等領域的高精度應用越來越多。”北斗產業鏈公司——北京華力創通科技股份有限公司(以下簡稱“華力創通”)董祕辦工作人員對記者表示。

此前,北斗衛星導航系統工程總設計師、中國工程院院士楊長風也指出,當前高精度應用逐步向普適化、標配化演進,北斗應用已從解決“有無”,邁入解決“更高精度、更加可信、更優服務”的新階段。

已成國內手機標配

據瞭解,北斗導航系統是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)後的第三個全球定位導航系統,由我國自主建設運行,北斗三號衛星核心器部件國產化率100%。目前,北斗三號導航系統已在全球超過120個國家和地區得到應用。

“導航、定位、授時是衛星導航系統正常的功能,不管是GPS、北斗,還是伽利略、格洛納斯,它們之間的區別在於精度以及覆蓋範圍,比如俄羅斯的格洛納斯可能在高緯度地區覆蓋更好一點。”市場調研機構Omdia首席分析師楊光對記者表示,現在不管是網絡基站還是智能手機等終端設備,基本都已經支持了北斗系統,“通常情況是多系統平行,哪個信號好用哪個。”

楊光還提到北斗短報文業務發展背後的一個故事。“在第一代北斗系統的時候,我國還沒有能力做GPS那種星座,所以用了同步軌道的雙星定位方案,需要地面終端發送一個短報文才能定位。後來北斗演進到和GPS類似的星座系統,但最初的功能被保留下來,可以支持短報文服務,這是北斗獨有的特色。”他說。

在Sat5G衛星通信標準發起人、世域網通創始人郭正標看來,如今北斗芯片的價格基本與GPS芯片持平,沒有太多的成本差異。據央視財經此前報道,北斗系統28nm工藝芯片已經量產,22nm工藝芯片即將量產,大部分智能手機均支持北斗功能,支持北斗地基增強高精度應用的手機已經上市。

對於北斗和手機芯片廠商之間的合作,楊光認爲,現在手機SoC(系統級芯片)中支持多種衛星導航系統,涉及知識產權授權之類的商務條款,已擁有成熟商務模式,總的來說並不複雜。“國家監管部門要求所有在中國入網的終端設備都需要支持北斗,高通很積極,很早就表態要支持北斗了。”楊光說。

“北斗已成國內發行新手機的標配,但在國際化上的認同感還有待提高。對各國消費者來說,如果沒有強制要求裝機支持北斗導航,那麼往往這些手機並不需要兼容北斗。畢竟基帶芯片廠家如果兼容北斗,需要繳納相關費用。”郭正標表示。

長城證券指出,北斗系統不但可以使我國擺脫對GPS系統的過度依賴,並且“北斗+”生態也將進一步打開更龐大的民用市場。前述華力創通董祕辦工作人員也表示,公司將把高精度服務用於民航定位上,目前正在做相關測試。

“現在國內企業做北斗的比較多,一來是政策支持力度比較大,二來是北斗可以和地基增強站做結合,在國內的精度可以做到比GPS精度更高,所以有了這個高精度服務之後,就可以用在測繪等很多領域。”郭正標說。

高精度定位服務增強

導航授時是北斗主要應用之一,即通過衛星給各種網絡端設備提供精確的時鐘服務。“在萬物互聯時代,各種各樣的網絡設備與局域網,在運行中需要經常‘對錶’(時間同步),以保證信息通暢,衛星的原子鐘能提供最精準的服務。”通信行業資深分析師馬繼華說。

“當下無論是自動駕駛、元宇宙還是數字經濟,越來越多依賴於智能感知和數據驅動,數據像石油一樣維繫着整個數字世界的運轉,數據想要互通、發揮有效賦能作用,需要有統一的時間和空間基準來進行對齊,只有具備精確可靠的時空標籤,才能達成物理世界和數字世界的精準映射,從而實現基於時空的感知、計算和協同。”國家北斗地基增強系統建設與運營方千尋位置CEO陳金培如此表示。

楊長風表示,做好時空智能應用,必須發揮好北斗地基增強系統“一張網”的作用,並和雲計算、大數據、人工智能等新興技術有機融合,讓北斗高精度定位增強服務,像水、電、煤一樣,真正觸手可及、隨需而用。

長城證券研報顯示,北斗導航已在中國全境內建設框架網基準站和區域網基準站,面向行業和大衆用戶提供實時釐米級、事後毫米級定位增強服務。

對於北斗高精度定位增強服務,千尋位置將方向錨定在車道級導航賽道。所謂車道級導航,指的是用戶在駕駛過程中,可獲得手機導航應用提供的亞米級(小於1米)車道導航。當司機需要變換車道,比如臨近轉向路口或者高速匝道時,車道級導航會提供更精細的車道級動作指引。

“手機車道級導航實現了北斗深度應用,定位精度實現從道路級進化到車道級別,給百姓的導航體驗帶來了革命性變化。”楊長風表示。來自千尋位置方面的案例顯示,一名廣州出租車司機自從在廣州城市快速路上開啓車道級導航,平均每月可以省下400元的交通違章、罰款等費用。

根據千尋位置提供的最新數據,目前,支持千尋位置高精度車道級導航能力的手機出貨量已超過2300萬部,覆蓋華爲、榮耀、小米、vivo等手機品牌的十餘款旗艦機型。

發展多種導航定位授時技術

馬繼華認爲,北斗產業的發展需要一個逐漸形成規模的過程,應用越來越多,設備越來越便宜,用戶越來越多,從而形成正循環。然而,目前也需要破除三方面的掣肘。

“一是破除觀念壁壘,樹立北斗應用信心;二是破除技術難題,繼續研發新一代高精度芯片;三是破除應用壁壘,逐步推進更多行業的普及應用。”馬繼華說。

未來衛星通信還有哪些可能?對此,郭正標表示:“下一步可能是發展低軌導航增強衛星,可能就是在現有北斗導航衛星系統的基礎之上。另有一種可能是通(信)導(航)遙(感)一體化之後,低軌導航功能和通信功能合二爲一,低軌衛星自帶原子鐘,並通過下行鏈路進行定位授時。這個系統不一定是北斗系統,可能是融合在現在的星網星座系統當中。”

此外,郭正標還表示,GNSS(全球導航衛星系統)功能與5G網絡相融合的RTK(載波相位差分技術)導航體系也是一個發展趨勢,可以進一步提高PNT(綜合定位導航授時體系)導航授時精度,同時豐富應用場景,尤其是大顆粒度多路徑複雜環境下的測繪,比如戶外汽車、無人機實時路徑繪製。

中國衛星導航系統管理辦公室稱,在加速推進北斗規模應用市場化、產業化、國際化發展的同時,北斗系統還將積極發展多種導航定位授時技術,2035年前建成以下一代北斗系統爲核心,更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合時空體系,提供基準統一、覆蓋無縫、安全可信、便捷高效的定位導航授時服務,爲未來智能化、無人化發展提供核心支撐。

前述華力創通董祕辦工作人員表示,多種導航定位授時技術包含差分定位、慣性導航,郭正標則指出最新的導航定位授時技術是PPP-RTK,且已經商用。據瞭解,載波相位差分技術和精密單點定位技術(PPP),是高精度衛星導航定位中應用最爲廣泛、也最具有代表性的兩種技術路線。

RTK技術收斂時間短,但受基站距離限制;PPP技術不受基站距離限制,但收斂時間過長。直到2005年,隨着PPP-RTK概念的提出,以及技術的不斷進步,高精度衛星定位纔開始在全世界範圍內實現大規模商業應用。

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