北斗简史：一文读懂国产导航的26年成长路

KUO 科技金融 2020-6-26 10:05 314887人围观

一年18星的北斗速度

解决轨道问题后的北斗进入了开挂模式。 2009年，第二颗北斗二号导航卫星发射；2010年一年，5颗卫星相继发射；2011年，又有3颗北斗卫星发射，其中一颗还经历了冒雨发射，颇有雷打不动的意味。到2012年10月底，北斗二号系统在连发了16颗卫星后，正式完成组网并投入运营。此后北斗二号系统又补充发射了6颗卫星，至今仍在为亚太地区提供导航等服务。

北斗二号的完成，让中国彻底赢得了中欧之间的频率竞争。实际上，在2010年北斗二号发射第三颗卫星时，就正式采用与欧洲“伽利略”卫星一样的PRS频段。为此欧洲航天局的代表团数次来到北京请求与中国谈判。欧洲官员的说法是，该频率是欧洲从美国人手中花“血本”取得的，而且伽利略系统早已按此频率进行技术设计，已经无法修改，因此要求中国北斗系统“搬迁”到其他频道上。

但中国是按照ITU的“先占先得”规则依法获得的频率，没有理由让出。2015年初，无计可施的欧盟被迫接受了中国提出的频率共用理念，中欧的频率之争得到解决。在第二颗北斗二号卫星发射的2009年，北斗三号也启动了。

8年后的2017年11月5日，我国成功以“一箭双星”的方式发射2颗北斗三号中圆轨道卫星。这是北斗三号卫星的首次发射，标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网时代。接下来的一年，北斗三号进入卫星高密度发射期。 2018一整年，北斗三号共发射了18颗卫星，这在世界导航卫星史上破了先例，缔造了“北斗速度”。

这年12月27日，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其正式对外宣布，北斗三号基本系统完成建设，开始提供全球服务。此时的北斗已经完全超越伽利略系统。

一个例子便是，2019年下半年，欧洲伽利略导航卫星系统的所有服务中断，且中断时长近一周。欧洲将伽利略系统瘫痪的责任推给中国，抱怨这次瘫痪是“被中国逼的”。然而最终故障的调查报告却让人无语：系统瘫痪的罪魁祸首是人为失误加管理混乱。简单来说，就是没人管导致的。很难相信，这就是十多年前在技术、资金和研发进度等方面都超过北斗的导航系统。

而北斗系统依然势头不减，2019年又接连发了10颗卫星。此次发射的最后一颗北斗组网卫星，是第32颗北斗三号卫星，同时也是第55颗北斗全球组网卫星。

至此，整个北斗系列共发射了59颗卫星，他们分别分布在地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）和中圆地球轨道（MEO）。
其中，在最后用以支撑北斗系统全球覆盖的30颗北斗三号组网卫星（小于实际发射的卫星数量）中，3颗是GEO卫星，3颗是IGSO卫星，24颗是MEO卫星。

三类卫星相互配合——3颗GEO卫星可基本实现对中国区域的三重增强覆盖，可降低整个星座的卫星数量，以控制成本，且GEO卫星还具备短报文通信功能，一星多用。

3颗IGSO卫星则可弥补GEO卫星在高纬度地区仰角过低的问题，可对高纬度地区进行有效的信号增强。

最后24颗MEO卫星则构成了北斗全球组网的核心星座，GPS、格洛纳斯和伽利略导航系统的卫星均部署在该轨道上。

但由于地缘政治原因，我国不可能像美国GPS那样，在全球建立地面站。为解决境外卫星的数据传输通道问题，北斗系统又最先采用了一个独特的新设计——采取星间、星地传输功能一体化设计，实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。这一方式被称之为“星间链路”，它不仅解决了在全球建地面站的难题，还将北斗系统的精度提升了两倍。甚至，连GPS在2010年升级后的二代系统中也选择了用这种方式连接。这一次，中国智慧再次让“对手”叹服。

尽管北斗全球组网最终完成，但这并不是终点。按计划，到2035年我国将建成以北斗为核心，更加融合、更加智能的综合定位导航授时(PNT)体系。但当下，北斗的另一项工作正在如火如荼地展开。

加入万亿市场战局

这项工作就是军民融合与商业化。

因军事需要诞生的卫星导航系统，在民用、商用领域有更大的价值空间。

欧洲全球导航卫星系统局在《2019年全球卫星导航市场报告》中称，2019年全球卫星产业产值约为1507亿欧元，折合人民币约1.2万亿元。

这其中，超过90%的市场被GPS占领，其他导航系统分食剩下不足10%的市场。

尽管目前GPS仍一家独大，但随着北斗、伽利略等系统建设完成，GPS的优势正在减弱。

且北斗作为后研发的系统，在功能上有一些优越性：

首先，我国的北斗导航系统首次创造了三种不同轨道的混合星座，由于高轨卫星多，因此抗遮挡能力强，在低纬度地区性能更为明显；

其次，北斗导航系统具有短报文通信功能，应用方向更广泛；

第三，北斗导航系统以“星间链路”的连接方式取代全球建地面站的方式，可不依赖地面通信站实现导航和通信功能。

一场新的全球导航市场竞赛正在打响。

早在2013年，北斗二号系统投用后便开启了商业化。

在当年的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》发布会上，中国卫星导航定位协会的代表对2013年冠以两个“元年”——“北斗系统在个人手机终端和车载电子设备标配化的启动元年”和“北斗位置服务的元年”。

这一年，国家层面数次推动北斗商业化：1月14日，交通运输部部署加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作，成为第一个北斗卫星导航系统民用示范工程；9月，国家发展改革委、科技部等部门共同研究起草的《国家卫星导航产业中长期发展规划》正式发布实施，其提出到2020年北斗导航及其兼容产品对国内卫星导航应用市场的贡献率要达到60％。

此后，北斗相继在电力、车辆管理、汽车导航、可穿戴设备、航海导航、GIS数据采集、精准农业、智慧物流、无人驾驶、工程勘察等领域展开应用。

甚至北斗很多应用就在人们的日常生活中，比如铁路安全和共享单车停放。

我国铁路主要是通过信号机、列控等信号系统来保障列车运行安全。但是，信号系统不同程度地依赖于地面设备。在强自然灾害等极端情况下，设备可能遭到严重损坏，导致调度指挥出现盲区，从而引发列车追尾等重大交通事故。而北斗系统在不依赖于地面设备的情况下还能全天候为列车进行定位，成为避免列车追尾事故的首选方案。

共享单车停放是城市管理者最头疼的事之一。在应用了北斗定位系统后，单车可指定某个电子停车区域，车辆只有停放到区域内才能够锁车，否则无法锁车并一直计费。

根据中国卫星导航定位协会发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书（2019）》，截至2018年，仅中国的卫星导航与位置服务产业总体产值已达3016亿元，与卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值达1069亿元，北斗对产业的核心产值贡献率达80%。

尽管目前北斗的市场规模在1000亿左右，远低于美国GPS，但其潜力正加速爆发，越来越多的国外项目，已经认可北斗的价值。

先是东南亚四国

（泰国、老挝、文莱和缅甸）

与中国政府签订协议，采用我国的北斗导航系统。

随后巴基斯坦也加入“北斗阵营”。

此后，就连已有导航系统的俄罗斯也来购买北斗产品。

到2019年，北斗系统已经在印度尼西亚土地确权、科威特建筑施工、乌干达国土测绘、缅甸精准农业、马尔代夫海上打桩、柬埔寨**、泰国仓储物流、巴基斯坦机场授时以及俄罗斯电力巡检等领域得到广泛应用。