北斗導(dǎo)航行業(yè)應(yīng)用的相關(guān)思考

　　2012年12月27日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其先生宣布：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)，即北斗在中國(guó)和周邊地區(qū)已經(jīng)可以獨(dú)立的提供衛(wèi)星導(dǎo)航定位授時(shí)服務(wù)，總體性能與美國(guó)GPS性能相當(dāng)，2020年將實(shí)現(xiàn)全球定位。這昭示著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)入全面啟動(dòng)的關(guān)鍵時(shí)期。

　　北斗是國(guó)家重大空間和信息化基礎(chǔ)設(shè)施，承載著國(guó)家獨(dú)立掌握自主時(shí)空基準(zhǔn)和位置信息控制權(quán)的戰(zhàn)略意圖。國(guó)家已經(jīng)將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，落實(shí)到“十二五”發(fā)展規(guī)劃和各種專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃中。國(guó)家對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)堅(jiān)持政策導(dǎo)向，不斷加大資金投入，全面推進(jìn)其快速發(fā)展。應(yīng)該看到，北斗應(yīng)用于即將迎來(lái)一個(gè)數(shù)量激增、規(guī)模擴(kuò)大、領(lǐng)域眾多、效益明顯的全新階段。在此推動(dòng)下，中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇期。在這樣的大背景下，如何主動(dòng)對(duì)接國(guó)家北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)民用戰(zhàn)略，既能為本領(lǐng)域提升效益、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)型發(fā)展服務(wù)，又可以保障地理信息公共資源的安全性，已成為擺在我們面前的重要課題。

　　筆者認(rèn)為應(yīng)該從以下四個(gè)方面進(jìn)行思考和突破：

　　一、北斗的應(yīng)用必將促進(jìn)測(cè)繪地理信息行業(yè)效益的提升。

　　隨著智慧城市的發(fā)展，智慧城市對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的獲取越來(lái)越呈現(xiàn)出爆發(fā)性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性的大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)。因此，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)獲取方式必須滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)時(shí)代的這些要求。現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)獲取方式大致分為三類(lèi)：一是實(shí)地測(cè)繪;二是遙感影像;三是已有資料的轉(zhuǎn)化，這其中衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)扮演著日益重要的角色。測(cè)繪地理信息相關(guān)部門(mén)和企業(yè)應(yīng)當(dāng)意識(shí)到衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)對(duì)本行業(yè)有著重要的推動(dòng)作用。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)占據(jù)了中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)的主要份額，約為87.9%;其次是地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，約為7.6%;遙感產(chǎn)業(yè)規(guī)模最小，約為4.5%。由此可見(jiàn)，我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)中，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)，北斗的加入將有力促進(jìn)地理信息行業(yè)效益的提升。

　　目前GPS導(dǎo)航定位技術(shù)在測(cè)繪地理信息行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，然而它在遮擋和多路徑嚴(yán)重的環(huán)境下存在數(shù)據(jù)獲取效率低下的局限性。尤其是在城鎮(zhèn)測(cè)量中，例如老城區(qū)的街道、樓房密集的園區(qū)、較大建筑物的邊角等，都是GPS測(cè)量的盲區(qū)，而這些區(qū)域的位置數(shù)據(jù)又尤為重要，甚至比其他區(qū)域需要更多的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)交互。經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)踐，筆者認(rèn)為北斗的應(yīng)用可以在很大程度上改善這一局面。這樣的論斷基于以下兩個(gè)方面：

　　1、北斗的星座設(shè)計(jì)在中國(guó)區(qū)域利用率高，遮擋環(huán)境下更加容易捕獲。

　　“北斗”特有的衛(wèi)星設(shè)計(jì)對(duì)中國(guó)區(qū)域進(jìn)行局部增強(qiáng)，衛(wèi)星信號(hào)更優(yōu)。北斗的星座設(shè)計(jì)有三種衛(wèi)星，一種是從東到西繞著全球運(yùn)轉(zhuǎn)的中高度圓軌道衛(wèi)星MEO，GPS采用的全部都是MEO衛(wèi)星;一種是在赤道面上相對(duì)地球靜止的同步軌道衛(wèi)星GEO;還有一種是相對(duì)于地球是南北運(yùn)轉(zhuǎn)的傾斜地球同步軌道衛(wèi)星IGSO。GEO和IGSO衛(wèi)星在國(guó)內(nèi)始終可以捕獲到，在國(guó)內(nèi)的利用率可以達(dá)到80%以上，MEO衛(wèi)星在國(guó)內(nèi)的利用率是40%。相比GPS衛(wèi)星，在城市遮擋環(huán)境中，北斗衛(wèi)星更加容易捕獲，捕獲的時(shí)間更長(zhǎng)，利用率更高。

　　2、有了北斗的加入，用戶(hù)能夠更靈活的獲取優(yōu)質(zhì)的衛(wèi)星資源，多系統(tǒng)聯(lián)合定位使得城市定位效率有極大改善。

　　目前已有的16顆北斗衛(wèi)星，加上GPS、GLONASS已有衛(wèi)星，可捕獲的衛(wèi)星數(shù)量超過(guò)60顆，而且衛(wèi)星數(shù)量仍在不斷增加。這為極大改善當(dāng)前城市遮擋環(huán)境下可捕獲衛(wèi)星數(shù)量少的現(xiàn)狀提供了基礎(chǔ)條件。針對(duì)多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)并存的狀況，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是由單系統(tǒng)到雙系統(tǒng)，再到多系統(tǒng)的兼容轉(zhuǎn)變。相對(duì)于單系統(tǒng)的GPS接收機(jī)，多系統(tǒng)接收機(jī)有著顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)。比如多系統(tǒng)可使城市遮擋環(huán)境下的定位盲區(qū)明顯減少，同時(shí)定位更加精確，更加穩(wěn)定;多個(gè)衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)兼容，可以使各個(gè)衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)互為備份，在一個(gè)系統(tǒng)的衛(wèi)星處于非正常工作狀態(tài)的時(shí)候，用另外系統(tǒng)的衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行定位和導(dǎo)航，成為全天候的定位導(dǎo)航接收機(jī)。

　　二、北斗的應(yīng)用為測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)提供創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力。

　　2011年5月，國(guó)家測(cè)繪局更名為國(guó)家測(cè)繪地理信息局，它標(biāo)志著國(guó)家推動(dòng)著測(cè)繪從專(zhuān)業(yè)技術(shù)的領(lǐng)域走出來(lái)，以直接、形象的方式服務(wù)于各行各業(yè)，也將測(cè)繪人的視野從單一的測(cè)天繪地變成了服務(wù)大眾。從地理信息產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)看，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)初加工是基礎(chǔ)資源性測(cè)繪工作，從事以上工作的企事業(yè)單位和公司是地理信息產(chǎn)業(yè)鏈的上游，這其中還包括數(shù)據(jù)采集技術(shù)的研發(fā)機(jī)構(gòu)和儀器供應(yīng)商。測(cè)繪行業(yè)中涉及數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域和提供軟件平臺(tái)服務(wù)的企業(yè)與供應(yīng)商是地理信息產(chǎn)業(yè)的中游，這個(gè)層面嚴(yán)格意義上是屬于軟件技術(shù)的范疇。地理信息產(chǎn)業(yè)的下游應(yīng)用涉及的行業(yè)最為廣泛，其中包括到大眾類(lèi)的應(yīng)用，例如，農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國(guó)土、交通、軍事等，其應(yīng)用五花八門(mén)、千變?nèi)f化。

　　在國(guó)家對(duì)北斗應(yīng)用的政策導(dǎo)向、資金投入、產(chǎn)業(yè)布局的機(jī)遇下，地理信息產(chǎn)業(yè)鏈的上游和下游可以充分結(jié)合北斗和多系統(tǒng)定位技術(shù)，作為行業(yè)和企業(yè)創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力。研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)該努力掌握北斗多系統(tǒng)定位的核心技術(shù)，發(fā)揮自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì);儀器供應(yīng)商堅(jiān)持將北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化，努力降低成本，以?xún)?yōu)質(zhì)廉價(jià)的終端產(chǎn)品使中下游的大眾化應(yīng)用規(guī)模化。

　　三、北斗的應(yīng)用必將加快測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的步伐。

　　測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過(guò)程一定伴隨著地理信息技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用，經(jīng)歷著從專(zhuān)業(yè)到大眾的演進(jìn)。同時(shí)，大眾用戶(hù)對(duì)定位精度的要求越來(lái)越高也將成為一種趨勢(shì)。從以上兩個(gè)角度看，國(guó)家對(duì)北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的導(dǎo)向是測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的有力工具;地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的有效載體。兩者相輔相成，互相促進(jìn)。

　　從需求角度來(lái)看，未來(lái)國(guó)內(nèi)測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)與北斗導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的結(jié)合會(huì)越來(lái)越緊密。目前，政府管理精細(xì)化的要求是我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力，例如交通、電力、國(guó)土等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)的管理提出了實(shí)時(shí)、高精度的需求;未來(lái)企業(yè)應(yīng)用的興起，特別是在個(gè)人領(lǐng)域，如電子導(dǎo)航、電子地圖等領(lǐng)域，用戶(hù)要求服務(wù)的精度越來(lái)越高，逐步過(guò)渡到米級(jí)、亞米級(jí)和厘米級(jí)。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航定位在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷的細(xì)分與拓展。以應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌叨龋l(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用分為專(zhuān)業(yè)級(jí)和民用級(jí)。專(zhuān)業(yè)級(jí)應(yīng)用精度通常在5米以下，也稱(chēng)為高精度應(yīng)用。現(xiàn)階段的測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)在許多行業(yè)的導(dǎo)航高精度應(yīng)用市場(chǎng)尚未開(kāi)啟，市場(chǎng)廣闊。

　　四、北斗的應(yīng)用保障地理信息公共資源的安全。

　　在測(cè)繪產(chǎn)業(yè)向測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，測(cè)繪的主體、服務(wù)的內(nèi)容、服務(wù)的對(duì)象都發(fā)生了較大變化，非測(cè)繪企業(yè)及個(gè)人越來(lái)越多的介入地理信息采集、傳輸和應(yīng)用，相當(dāng)一部分測(cè)繪資源由專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)向大眾，成為了社會(huì)公共資源。地理信息公共資源無(wú)論在任何時(shí)候，都與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定、大眾生活息息相關(guān)，地理信息安全重要性日益重要，對(duì)我國(guó)加強(qiáng)地理信息安全監(jiān)管提出了新挑戰(zhàn)。例如2010年GPS升級(jí)導(dǎo)致中國(guó)某移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商信號(hào)癱瘓的事件給我們敲響了警鐘，這種影響如果出現(xiàn)在涉及國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)安全的事件中，后果更不堪設(shè)想。

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)作為國(guó)家重大空間和信息化基礎(chǔ)設(shè)施，該系統(tǒng)是完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，采用安全可靠的高強(qiáng)度加密設(shè)計(jì)，提供北斗時(shí)和中國(guó)2000大地坐標(biāo)的時(shí)空基準(zhǔn)。因此從公共安全的角度，地理信息公共資源尤其是涉及國(guó)防、電力、政府等關(guān)鍵部門(mén)的資源，應(yīng)該優(yōu)先考慮北斗系統(tǒng)。

　　結(jié)語(yǔ)：綜上所述，北斗產(chǎn)業(yè)與測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用相輔相成，互相促進(jìn)。然而我們也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前北斗產(chǎn)業(yè)與地理信息產(chǎn)業(yè)都面臨著各級(jí)認(rèn)識(shí)不足，缺乏國(guó)家政策和產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期規(guī)劃的支持，應(yīng)用投入力度不夠，產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚小等問(wèn)題。因此，北斗產(chǎn)業(yè)和地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，從業(yè)者都應(yīng)該堅(jiān)持邊發(fā)展邊應(yīng)用，以發(fā)展帶應(yīng)用，以應(yīng)用促發(fā)展的原則，努力從技術(shù)、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)等方面去思考和踐行。

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