北斗“星罗棋布” 产业面临考验

11月1日，我国成功将第6颗北斗二号卫星送入太空，这是我国今年以来发射的第4颗北斗二号组网卫星。今明两年的北斗卫星密集发射，将使这一中国的全球卫星导航系统快速具备服务支撑能力。伴随北斗系统的“星罗棋布”，预计明年初，我国北斗导航产业链将面临真刀真枪的应用实力大考。
命脉行业提出迫切需求
虽然北斗系统还在建设和完善中，在2012年以前才会具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力，但目前国内很多应用行业都已对北斗系统提出迫切需求。
在气象行业，美国早在10多年前就开始采用GPS(全球定位系统)进行天气预报。但在我国，因为苦于一直没有自己的卫星定位信号，我国气象部门至今仍然采用数据精度较低的雷达探空技术。而且，国际气象组织近期已表示，未来采用雷达导航的探空技术，原则上将无法参加国际气象数据共享。但这种状况随着我国北斗导航系统的建设将发生转变。
今年7月，在广东阳江举行了有12个国家参加的卫星导航探空仪比对，我国采用由北京东方联星科技有限公司设计的国产北斗/GPS多模芯片的探空仪，在数据完整性和精确度方面均达到国际水平，这标志着中国北斗探空时代的到来。于探空仪是消耗品，每天都需要放飞，也不能重复使用，预计该市场每年将有几十万个的需求量，产值为几亿元。“虽然这个数据不算大，但这是一个长期延续的市场。”北京东方联星科技有限公司董事长张峻林对记者分析说。
与此同时，我国电力和通信系统也对北斗提出迫切需求。以电力系统为例，为确保电厂、变电站等设备的同步运转，要进行的故障定位、故障录波、状态确定以及电网的综合自动化管理都离不开卫星授时和定位技术。但如果只依靠美国的全球定位系统(GPS)，万一该系统信号关闭或调整，将引发我国电网的重大安全事故。
因此，作为关系到国家能源安全和经济命脉的电力工业对北斗导航系统提出的需求是必须的。同样道理，通信基站对卫星定位授时也提出了必然需求。这两个市场每年也各有至少几亿元的产值。
在交通领域，从今年年底开始，交通部将启动在特种车辆上分批安装带有北斗导航定位系统的项目，初步计划安装车辆数目为1000多万。而且，未来公交系统、出租车、特种车辆、航运等市场对卫星导航定位提出的需求是相当可观的。虽然GPS在这一应用领域已经相当成熟，但从事北斗芯片设计的广州泰斗微电子科技有限公司市场总监赖奕惠认为，我国在这一市场上采用北斗/GPS组合导航和联合定位，可以兼顾安全和应用效果这一双重目标。
此外，针对水利水电、矿山、海洋以及森林勘测的高精度测绘也对北斗提出巨大的需求。
北斗系统已显露支撑能力
多行业对北斗提出迫切需求，那么北斗系统目前和未来的支撑情况又会如何呢？
截至目前，北斗一代系统已发射3颗卫星，北斗二代系统也已发射6颗卫星。“其中北斗一代系统是试验系统，虽然可以提供定位、通信和授时功能，但不支持快速移动目标，如飞机和汽车的导航和定位，而且用户数量有限。”全球定位系统技术应用协会信息咨询服务中心主任曹冲介绍说，“北斗二代系统则实现了较为全面的支撑。”
南京广嘉微电子有限公司赵伟进一步补充介绍道，由于北斗一代系统采用有源定位方式，而且是两维定位，因此定位精度、定位频度等受到一定的限制。北斗二代系统采用无源定位方式，而且是三维定位，精度较高，因而将带动诸多行业对卫星导航、定位、授时和通信的需求。
与此同时，卫星授时、定位和导航所需的卫星数目并不同。“如果要实现卫星授时功能，1颗卫星就够了；如果要实现定位功能，则需要4颗卫星。”赖奕惠介绍说。赵伟也表示，随着越来越多北斗二代卫星上天，估计明后两年，北斗二代系统有望实现独立定位。据悉，不同行业对卫星导航系统的功能需求不太相同。其中电力和通信行业主要需要授时功能，气象需要授时和通信功能，交通、测绘等最需要导航和定位功能，而减灾救灾、环境监测和地质勘探等则对通信和授时提出主要需求。
而从服务的地域上看，北斗二代系统将逐步扩大。“目前北斗二代信号的接收还只能在局部地区和部分行业实现，北斗二代卫星只解决了在中国的覆盖。”北京北斗星通导航技术股份有限公司董事、海南北斗星通信息服务有限公司董事长赵耀升表示，“如果要扩大到亚太地区甚至全球，还需要进一步加快组网，以支撑应用要求。”
由于近两年将是北斗卫星的密集发射期，北斗二代系统的服务支撑能力将快速完善，各行业相关应用也将陆续规模启动。“根据我国北斗系统的建设状况以及其他国家卫星导航定位系统的发展情况，我国导航终端将从过去以美国GPS产品为主，发展到北斗一代多模机的过渡产品，而未来必然向北斗二代兼容型方向发展。”赵伟说。
产业进入全力投入期
伴随着北斗系统的构建和完善，行业相关应用将陆续启动，产业链也粗具雏形。“我们预计明年初就到了考验产业链能力的关键时候了。”赖奕惠说，“如果想要在北斗导航产业链上有所作为，目前企业就必须投资介入了，现在再不介入的话，以后肯定就晚了。”与此同时，企业也要非常谨慎，全盘衡量。赵耀升表示，企业要考虑自身的技术基础，并且一定要与应用相结合，成功率才会提升。
在北斗产业链上，行业人士一致认为接收机芯片是最关键的环节。北斗导航系统架构好了，天上的卫星数目够了，所有的应用就要看地上的接收机了，此时接收机的心脏———接收机芯片成为最核心的技术。“以前我们从国外拿来一些硬件‘攒’一下，但北斗要解决基础问题，在这一点上来不得半点马虎，因为这是一个比计算机还要大得多的市场。”北京东方联星科技有限公司董事长张峻林说。根据国际上的产业发展分析报告，2000年到2030年是卫星导航的高速发展期，也是产业化形成的时期。在此期间，接收机芯片会不断推陈出新，就像上世纪八九十年代，计算机CPU从286、386、486到奔腾那样不断更新一样。
曹冲认为，芯片、板卡占到导航设备价值的50%～65%。在北斗二代组网之后，兼容北斗二代的全球导航卫星系统(GNSS)芯片将占到卫星导航芯片市场的30%以上，因而与北斗二代相关的芯片与模块的制造产业将产生约70亿元的收入。
据记者了解，目前虽然有多家企业、产学研机构投入该项工作，但在北斗基带芯片方面真正实现量产或已进入终端设备的只有北京722研究所、北京东方联星和广州泰斗微电子；在射频芯片中，只有南京广嘉。北京北斗星通发布了“四合一”的基带芯片，即将量产。“多模芯片是大势所趋。但因为伽利略卫星导航正式运营时间被一再推迟，而俄罗斯GLONESS系统采用频分多址(FDMA)方式，设计难度比较大，因而厂商要关注北斗GPS的双模系统。”曹冲介绍道。[!--empirenews.page--]
除了芯片行业，国内的解决方案环节还没有起步，需要投资介入。
同时，在终端产业链环节，特别是民用市场，终端企业多持观望态度。“一方面，北斗芯片还比较少，模块的稳定性还要考量。同时，大众的消费观念的改变也要有一个过程，因为大家已经习惯使用GPS产品了。而且，北斗模块的价格也比较高。”依爱销售总经理刘先生对《中国电子报》记者介绍说。此外，很多大企业因为北斗系统的卫星还不够全，因此在北斗导航上还没有什么规划。“我们很无奈，不能坐等市场起来，所以现在自己既做芯片，也做解决方案，甚至做系统运营应用的大方案，去引导行业应用。”赖奕惠说，“我们目前做的是进一步提升GPS能做的应用，并把北斗带进去。”泰斗微电子提出了车联网的概念，并且做出了全套方案。
鉴于目前的状况，中国三大通信运营商，包括腾讯、百度等的广义运营商以及铁路、交通、码头等各行业解决方案供应商如何利用北斗系统提供基于位置的服务，也要提前提出系统的规划。