北斗卫星导航系统应用与产业化研究

北斗卫星导航系统应用产业现状与发展前景曹冲中国卫星导航定位协会咨询中心2012中国集成电路产业促进大会暨第七届‘中国芯’颁奖典礼,2012年11月23日,广州报告的主题以北斗系统为主体的中国卫星导航，是新一代信息技术和智能信息产业核心要素和共用基础，还是位置服务、智慧城市、物联网、云计算、移动互联网、发展经济、改善民生、科技创新的重要抓手和发动机与倍增器。卫星导航是“大数据、智能化、无线革命”时代最有活力的技术1.我们的信息时代，经过数字化、网络化阶段，进入大数据、智能化、无线革命时代；2.卫星导航是航天时代最有产业发展前景的航天技术，是实现泛在位置服务的基石。北斗“热”说明什么？科技创新，高端引领需要战略性新兴产业需要高科技引领，以北斗系统为主体的中国卫星导航，是新一代信息技术和智能信息产业的核心要素与共用基础。北斗系统与国家四大战略相关北斗导航系统，又称天基定位、导航、授时（PNT）系统，已成为国家重大的空间和信息化基础设施，是北斗时空信息服务体系的基石；也成为体现现代化大国地位和国家综合竞争力的重要标志；还是经济安全、国防安全、国土安全和公共安全的重大技术支撑系统和战略威慑基础资源；也还是建设创新型国家与和谐社会、服务人民大众、提升生活质量的重要工具，将作为新一代信息技术核心动力引领战略性新兴信息产业的发展。北斗可能是今后20年内中国走向全世界的唯一高科技大众化服务系统•1.卫星导航系统建设都要创造全球效应，因为只有它才是真正属于全球性、国际化的；•2.可以广泛地开展多种多样、多层次的国际合作交流，市场互动与进出口贸易，也是我国技术国际化、市场全球化的重要平台；•3.还是赢得国际话语权和影响力的重要手段，也是体现大国风范、履行大国义务、实践改革开放的重大舞台。卫星导航基础性与普适性1.世界上最重要的两个参量是时间和空间，人类发展过程中一直在寻找和改进这两个参考系；2.卫星导航用几十个卫星，就能解决全球的时间空间一体化、高精度、实时动态服务，是人类文明发展史上了不起的创举和空前壮举；3.时间和空间信息服务是信息化社会中应用最为频繁、最为普遍、最为深入的信息，是基础设施的基础支撑，是专业化应用的核心内容，是大众化应用的典型范例，是实现智能化服务的关键所在，而且其重要性与日俱增。国家信息基础设施真正内涵•1.卫星导航系统提供的信息参量是时间和空间位置，而人类社会发展中，人们一直研究和使用的就是这两种参量，所以社会信息70-80%的信息都与他们有关，所以说核心要素；•2.时间和空间位置本身，不仅仅是消费应用信息，而且是包括人流、车流、物流、财富流……等信息流的有序流动、有效使用都与他们密切相关，所以他们是指导工具，是信息的共用基础。生命安全市场航空铁路航海内陆水运医疗救护警察/消防搜索救援人员保护交通监视危品运输ADAS大众消费市场个人通信与导航汽车与摩托车卡车与公交车轻型商务车个人户外娱乐其它……专业应用市场石油与天然气车队管理物流管理气象预报精密测量精细农业渔业与EEZ车辆控制与机器人建筑与民用工大地测量学陆地测量与GIS矿业时间环境空间完好性（无误差）标准法规连续性可用性精度高精密高精度高可靠性低价位低功耗小型化友好型高性能1995年的预测愿景2006年均成为现实产业现状呈现“小、散、乱、低”的现象1.规模小：还处在产业发展初期，不足一千亿，360行中没有地位，没有专业学科；2.布局散：没有完成产业链整合和产业基础设施建设，科技未发挥引领作用；3.秩序乱：市场混乱无序，恶性竞争严重，亟待严格管理和规范化运作；4.效益低，水平低：投入产出比差，高科技产业，是高效益、高风险，缺乏技术含量、效益低下就是问题。产业落后关键在于科技卫星导航在我国的落后，主要问题是科技进步与产业发展脱节，落后在起跑线上，尤其是总体策划和顶层设计的薄弱，落后在人、财、物的分散使用，缺乏科技大平台，和产业基础设施。欲要善其工，必先利其器。扭转这种被动局面的唯一办法是，建设新时空技术产业网络化科技大平台等基础设施。北斗产业背靠大关联产业1.北斗依托汽车业、移动业、网络业，具有快速跨越持续发展和做大做强的潜在能力；2.导航行将成为汽车、移动电话、移动互联网位置服务和所有电子信息终端的标准配置。卫星导航是战略性新兴产业由于其广泛的产业关联度，和应用与服务的高科技、泛在性、集大成、大众化、全球化等五大特质，以及与通信产业和互联网产业良好的互补性、融合性、增值性等三大优势，因而能有效地渗透到国民经济诸多领域和人们的日常生活中，成为高技术产业高成长的助推器，成为继移动通信和互联网之后的全球第三个发展得最快的电子信息产业的经济新增长点，因而具备成长为巨大产业的所有有利条件，是高成长、高效能、前景不可限量的可实现高速度、跨越式、可持续发展的战略性新兴产业。北斗是新一代信息技术与智能产业核心要素和共用基础•北斗所提供的时间空间信息参量是信息的主体，也是所有智能运作，和实现泛在服务的基础，是连接新一代信息技术诸多系统的核心纽带；•北斗和GNSS产生的数据，大数据成为现代服务业中的内容为王，是所有工作出发点与落脚点，；•所有智能产业都与时空信息密切相关，如智能网络（包括云计算）、智能传感、智能交通、智能通信、智能物流、智能社区、智能电网、智能办公、智能大厦、智能家庭、智能车辆……多系统集成融合发展是大趋势1.卫星导航系统本身实现兼容互操作，走向集成融合，已经是不争的事实，路还很长；2.卫星导航与移动通信的集成融合，是位置服务产业发展最重要的主流方向，是行业升级的制高点，必须快速占领，赢得主导权；3.卫星导航与其它非GNSS的定位、导航、授时技术系统或手段的集成融合，是解决室内外无缝导航的必由之路，是当前和今后很长时期产业发展的基本技术路线。智能信息产业的集合每一项都离不开卫星导航•智能网络（包括云计算）、智能传感、智能交通、智能通信、智能物流、智能社区、智能电网、智能办公、智能管理、智能大厦、智能家庭、智能车辆、智能城市、智能位置务、……智能位置服务产业举足轻重1.智能手机开创位置服务新天地：2011年全球手机销量为16亿部，智能手机数量突破5亿大关，为位置服务打开了新天地，成为导航产业发展的重大里程碑;2.位置服务产业风起云涌，高潮迭起：位置服务是从美国的E911开始的，10余年来，停留在安全急救、应急联动这样的安防领域，3G、移动互联网和智能手机的兴起，为位置服务的发展，奠定基础，近年来出现发展大浪潮，规模空前扩大，前景无限。卫星导航的产业关联性标配性1.与移动通信、互联网在一起成为当前发展最快的三大信息产业，并形成：有人认为这是位置服务概念。2.卫星导航成为所有车辆、飞机、舰船的标准配置，成为移动电话的标准配置，成为所有智能电子终端的标准配置。上市的和准备上市的企业1.已经上市的企业：真正以导航产品和服务为主业的有实力的公司，已经超过10家。它们是北斗星通、中海达、合众思壮、华力创通、国腾电子、高德软件、四维图新、超图软件、数字政通……;2.正在准备上市的企业：大概也有一大批，其中有几个具有相当实力的公司，而且都在跃跃欲试，将在今后的数年间，开创一片新天地。05001000150020002500200820092010201120122013201420152008-2015年中国卫星导航总产值（亿元）车辆导航车辆监控个人导航军用测绘/GIS海用定位手机娱乐消费时间信息服务2008-2015年间卫星导航产业总产值（亿元）375Million中国卫星导航终端数量AmountofChinaGNSSTerminals卫星导航“十二五”三大目标1.在卫星导航国家政策方面，实现重大突破，全方位推进民用开放政策，形成国家级的系统管理体制机制、国家级基础设施与平台；2.在战略性新兴产业的发展过程中，实现全面突围，成为新一代信息技术产业核心之一，形成泛在服务产业支撑体系，造就明星企业；3.在产业规模化、规范化发展中，实现根本转变，卫星导航产业的年产值在2015年达到2000亿元，为2010年的4倍，年平均增长率达到31.5%，卫星导航用户数量接近5亿户，接受位置和信息服务的用户数量达到3.6亿户。“十二五”卫星导航产业化目标一、卫星导航应用基础设施建设GNSS连续跟踪观测核心网络及国家数据处理服务中心；北斗/GNSS信号干扰监测、定位、报告、消除系统和国家安全保障中心；GNSS接收机和应用服务终端质量检测和认证中心二、卫星导航核心关键技术共享平台国家卫星导航网络化科技基础平台（重点实验室）；国家卫星导航科技成果转化和产业应用推广平台；导航技术组合和系统融合工程研究中心三、卫星导航应用与服务系统整体解决方案车辆信息服务系统解决方案；移动位置服务系统解决方案；智能信息服务终端系统解决方案；高精度测量应用综合服务系统解决方案。新时空体系用户群体分类.用户群体科研需要军用需要经济需要民生需要海(水)陆空天地下/水下/深空政府团体个人飞机舰船潜艇无人机汽球航天器车辆个人大众市场安全市场专业市场产业管理与部门协调.卫星导航产业总体战略研究行业规划创新平台政策标准产业基地管理体系产业价值链国内联合国际合作三大体系落实到产业化技术创新体系发展推进体系条件保障体系卫星导航应用服务产业化市场产业链管理卫星导航应用产业化体系要素.产业体系推进体系创新体系保障体系战略与规划政策与标准投资与示范管理与协调技术研发基础设施系统与终端应用与服务市场与营销专项与示范共享平台人才队伍投资融资产业链建设产业联盟产业链主要构成图需求：使命、市场、用户系统与信号技术与产品集成与工程应用与服务宏观管理与整体协调政策、法规、规划、标准、准入、质检主管部门、基础设施、共享平台、行业协会元件组件天线接收机芯片接收机及其模块导航仪车辆信息系统与导航定位手机车辆个人移动位置服务卫星导航与增强系统信号电子地图导航软件通信模块/芯片3G+PMP+CMMB通信网络电子地图与软件服务软件与内容研究开发用户群体研究开发生产制造系统集成综合服务卫星导航产业链示意图科技研发平台生产制造流水线产业发展必须解决的五大关系.军事应用与民用产业国内市场与国际市场政府支持与市场经济长期发展与当前急需自主创新与国际合作民用产业坚持开放、开放、再开放原则1.我国北斗系统建设和运营坚持“开放、独立、兼容、渐进”原则，开放放在第一位，但是，实际上开放的程度远远不够，要全中国和全世界人民来用，不开放一切等于零；2.我国卫星导航指导总方针是：“质量、安全、应用、效益”，前提是实行开放、透明和稳定的民用政策，才会形成影响力公信力震撼力；3.开放的主要内容之一是大力开展国际合作与交流，GNSS兼容互操作是关键，是技术进步与创新的必经之路，事实证明，开放利大于弊。产业及其产业链推进的四大支柱行业1.高端制造业：导航芯片和模块、多种多样的通信芯片和模块、接收机组件、输入/输出器件、显示器件……,与整机集成;2.先进软件业：系统类软件、导航定位授时软件、地图引擎与各种各样的应用软件；3.现代服务业：位置服务成为产业的发展主体之一，成为现代信息服务业核心推动力；4.综合数据业，或者说大数据业：数据是信息产业的根本，也是导航产业的特色，它既用数据，又产生数据，而时间空间数据是数据业主体，也是智能化的核心和灵魂。导航产业“新五力图模型”35新五力图模型包括：1.北斗的核心带动力；2.时空的基础支撑力；3.产业的融合穿透力；4.国家的综合优实力；5.国际的优势竞争力。中国位置服务网核心平台及其三大组成要素36中国位置服务网核心平台，是国家位置网的主体，具有三大组成要素，这就是：系统集成平台，大数据综合资源库，导航服务成套软件。其中大数据库是包括地理编码、地址门址工程为基础的室内外电子地图、出行系统等在内的重大空间基础设施，是服务产业信息源，是内容服务依托，是一切导航产业赖于生存和发展的基础。导航产业迫切需要六大系统解决方案371.室内外导航定位融合系统；2.个人位置服务系统；3.车联网信息服务系统；4.生命