文｜武中奇 罗维玮
1.北京空间科技信息研究所 2.中国空间技术研究院
2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统开通。北斗系统秉持“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念，在全球范围内实现广泛应用，赋能各行各业，融入基础设施，进入大众应用领域，开拓海外市场，深刻改变着人们的生产生活方式，促进了经济社会发展。
自系统建成开通以来，北斗系统作为国家重要基础设施，已经广泛服务于行业和大众用户，综合效益可观。北斗产业化已经纳入国家“十四五”规划，北斗已在交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔等行业，以及电力、金融、通信等基础设施等与百姓生活息息相关的领域实现深度应用、规模化发展。
交通运输领域应用成果更加落地。在交通运输部的持续推进下，部分交通运输行业细分领域北斗应用比例接近100%。自动驾驶、智能航运应用已开始试点运行。北斗终端数量在交通运输营运车辆超过800万台，4.7万多艘船舶应用北斗系统，包括106座基准站的长江干线北斗卫星地基增强系统工程已经建成并投入使用，提前24个月实现了长江干线及周边8万余平方千米区域的北斗卫星地基增强信号全面覆盖。[1]2022年11月，针对江苏省航道分布密集、水上交通错综复杂的情况，基于北斗的江苏内河船舶手机导航系统正式开通上线，船舶从过去的靠经验行船升级为智能辅助航行，大大提升了船舶航行安全和航道通行效率。自交通运输部印发多份“十四五”期间推动北斗应用的规划文件，河北、江苏、广西、贵州、海南等多地制定了更具针对性的文件，推动北斗应用在当地落地。此外，在交通基础设施建设方面，深中（深圳-中山）通道沉管隧道运用北斗系统实现了精准建设施工，该项目的“沉管运输安装一体船”运用北斗系统对安装全过程进行动态监测，同时在40m深的水下，将沉管沉放到海床上，实现了精准对接（图1）。[2]
图1 深中通道沉管运输安装一体船正进行管节沉放作业
智慧农业和数字化管理更加深入。全国已安装北斗自动驾驶系统的农机超过10万台，安装农机定位、作业监测等远程运维终端超过45万台/套，全国接入国家精准农业综合数据服务平台的农机装备达到25.8万台，实现了跨企业农机作业数据整合，水稻、小麦、玉米等主粮作物收获和拖拉机作业的24小时动态监测。全国多个粮食主产区，从春种到秋收的多个阶段，农机耕整地、机械化播种、无人机植保、机械收获、秸秆收集处理、粮食烘干等农机作业的多个环节，都已深度应用北斗（图2）。多个产区的农业部门可以运用大数据对位置数据、作物数据等进行分析处理，通过大数据平台远程掌握农业生产数据，推动生产的提质增效、省工节本。2022年夏收时节，农业农村部农机作业监测与大数据应用重点实验室通过监测农机作业大数据，对我国小麦主产区麦收工作进行实时数据监测，在线稻麦联合收割机总数近4.5万台，同时多地运用北斗农机数据开展了各具特色的跨区作业服务，北斗大数据在农业生产的服务领域不断扩大、服务形式不断增加，高效精准助力乡村振兴。
图2 北斗农机广泛应用
电力行业管理和服务水平更加精细。国家电网和南方电网等重点单位全面应用北斗，大力推进电力行业北斗地基增强系统建设，通过部署超过2000座电力行业北斗地基增强基准站，无人机自主巡检、变电站机器人巡检、杆塔监测等业务应用的智能设备，能够实现更可靠、更精准、更稳定的北斗高精度服务。北斗已涉及电力行业的20多个应用场景，应用北斗定位、授时、短报文通信等各类终端超过38万台/套。甘肃白银地处陇原大地，地势崎岖、地形狭长，电压等级高、输送容量大、输电距离远、技术要求高，当地运用基于北斗的统一管理平台，同时配备电力北斗无人机等，为陇原大地的电网线路保驾护航，大幅提升电网生产和运维检修精细化管理水平。[3]用电高峰期间，全国多地运用北斗开展无人机自主巡检、水电信息调度、“大数据虚拟电厂”等多维度工作，切实保障用电安全。
林草河湖生态保护管理更具成效。北斗系统在森林资源调查、森林管护、森林防火和应急指挥、森林病虫害防治、野生动植物保护等领域推广应用。在林业领域，黑龙江、甘肃、广东等11个省林业示范项目共采购北斗终端超9.4万台/套。多地充分运用北斗、遥感、地理信息系统、物联网、大数据、云计算等多种新技术，融合建立森林草原防火移动指挥调度平台，整合了各类森林草原防火基础数据，对重要关键位置进行精准定位，并将现场的音频、图像、数据等实时传输至指挥中心，实现车辆在线规划、水情匹配、精准调度，有效提升了防火效率。北斗系统在超过2587处水库应用短报文通信服务水文监测，[1]运用北斗系统建立的数字河湖管理平台，不仅能够实现对大坝形变连续高精度监测，还能实现河湖水库保护、水灾害防御等多种业务应用。基于北斗高精度的无人机能够对湖泊进行监测，具有智能化、覆盖广、精准定位等诸多优势，克服了地理条件限制。北斗在林草河湖生态保护管理方面的应用，让生态文明有了更多“科技范儿”。
《新时代的中国北斗》白皮书指出，北斗系统广泛进入大众消费、共享经济和民生领域，通过智能手机、车载终端、穿戴设备等应用产品，全面服务于绿色出行、外卖送餐、健康养老、儿童关爱、医疗教育等人民生活衣食住行方方面面。北斗正在成为智能手机、可穿戴设备等大众消费产品标准配置。
国产智能手机支持北斗。2022年上半年，中国境内申请入网的智能手机中，128款支持北斗定位，出货量超1.3亿部，占上半年总出货量的98%以上，国产智能手机厂商均全面支持北斗系统应用。
地图导航北斗实现主用地位。根据高德地图公布的最新数据，手机地图导航北斗定位服务日均使用量已突破3000亿次。[4]北斗高精度服务深度融入交通出行，经地图导航软件实测，地图导航应用呈现出定位信号更稳定、定位质量更高、定位速率更快的特点，北斗系统在单次调用卫星数量、定位精度等多个维度领先，在国内实现主用地位。百度地图、高德地图等地图厂商基于北斗系统特色服务开发了“动态红绿灯倒计时”“共享位置报平安”等一系列功能，并应用于大众生活出行，为百姓出行带来更精准、更便捷的服务。
北斗高精度服务、北斗三号短报文通信服务深度服务百姓生活。北斗高精度定位服务已进入大众手机，在8个城市开通车道级导航应用（图3）；
为国内共110万辆共享单车和全国12个城市的20万个停车电子围栏提供支持，有效解决了城市共享单车治理的难题（图4）；
为国内21款智能汽车提供了高精度定位服务，行驶里程已经突破25亿千米。全球首款支持北斗三号区域短报文通信服务的手机已正式发布并进入实测阶段，用户不换卡不换号不增加外设，就能通过北斗卫星发送短信。
图3 车道级导航功能界面
图4 宁夏银川街头的共享电动车能够充分运用北斗智慧进行智慧骑行
2022年，北斗系统国际合作和海外应用更为深入，取得了丰硕的成果。新时代的中国北斗，以服务全球、造福人类为使命，坚持开放融合、协调合作、兼容互补、成果共享。
《新时代的中国北斗》白皮书向全世界阐述北斗系统的发展成果、理念和愿景。[5]中国与阿拉伯民用航空组织、阿联酋合作单位签署卫星导航领域合作谅解备忘录，推进北斗/GNSS深化应用，发布联合提供北斗与格洛纳斯系统用户信息支持服务的声明，召开中俄卫星导航重大战略合作项目委员会第九次会议，举办南非—中国卫星导航及遥感应用培训班等系列活动。北斗系统正以实际行动积极推进国际化进程，更好实现共享共赢，助力构建人类命运共同体。
北斗系统获多个国际组织认可。2022年11月，国际海事组织（IMO）海上安全委员会第106届会议上通过决议，认可北斗报文服务系统加入全球海上遇险与安全系统（GMDSS），标志着北斗系统成为继海事卫星系统、美国铱星系统后第三个通过IMO认可的GMDSS卫星通信系统。同月，国际搜救卫星组织第67届公开理事会成功召开，会议期间，大会主席发表声明，正式宣布中华人民共和国海事局作为中国政府代表，已与国际搜救卫星组织四个理事国（加拿大、法国、俄罗斯、美国）完成了北斗中轨搜救载荷加入国际搜救卫星组织政府间合作意向声明的签署工作，同时，大会还审议通过了全球卫星搜救系统技术和程序标准文件中北斗相关的修订内容，北斗国际搜救服务成为继定位导航授时服务后第二个获得国际组织认可的全球服务。
北斗系统正以实际行动积极推进国际应用进程。目前，北斗产品已在全球一半以上国家和地区得到应用，基于北斗系统的土地确权、精准农业、智慧港口等解决方案已服务于亚洲、东欧、非洲等地各国经济社会发展。
中老铁路的建设和运行中，多处体现了“北斗智慧”，基于北斗和红外扫描技术的接触网施工参数一体化测量装置，集计算测量、数据共享等功能于一体，有效提升了中老铁路的施工管理效率。中老铁路元江特大桥上安装了基于北斗的桥梁健康监测系统，运用北斗高精度实时监测大桥墩台数据，相关数据能够实时上传至监测系统平台，如有异常会自动报警，有效规避了潜在危险，避免了灾害发生，保障了行车和旅客安全（图5）。
图5 中老铁路元江特大桥上安装北斗桥梁健康监测系统
乌干达已在全国范围内建成30座北斗/GNSS基准站，提供全天候高精度位置服务，较好地满足了当地国土测绘需求。在赞比亚，针对当地严控危险品运输风险的需求，运输公司采用了以北斗高精度定位技术为基础，扩展远程拍照、违规驾驶语音提示等功能的监控系统，对运输车辆、驾驶员及危险品三者的状态进行实时跟踪和监控，结合安全管理制度，有效地防控了车队危险品运输的风险。在阿联酋，铁路建设项目人员利用北斗系统对施工机械、物料、人员、场地进出关口等进行有效监管，实现了工地安全生产数据化、信息化管理，提升了铁路工程管理效率。在塞内加尔捷斯图巴高速公路建设过程中，运用基于北斗/GNSS高精度定位技术参与路面施工全流程管控，从拌合料运输、沥青摊铺，到路面碾压，进行实时监管和数据回传，有效提高路面施工质量。
2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，是全面建设社会主义现代化国家新征程起步之年，是实施“十四五”规划承上启下的关键之年。北斗应用正朝着纵深发展，新场景频现、新规模频出、新热点不断，拓展着北斗应用的边界，也更加丰富了“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”理念内涵，成为中国以实际行动积极推动构建人类命运共同体的生动案例。
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