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    北斗亮剑GPS

    正文概述 裕客源码   2020-10-4   26

    北斗亮剑GPS插图

    撰文 /   牛耕
    编辑 /   赵艳秋

     

    最近,北斗频频“出圈”。北斗+无人机导航、北斗+城市下水道巡检、北斗+渔业、北斗+地质灾害预警……

     

    2013年,北斗卫星导航系统工程副总设计师李祖洪公开说,“北斗将同目前垄断国内导航产业95%以上的GPS展开正面竞争,志在将中国用户从GPS手中抢回来。”他表示要在20X,让每个中国人的生活都离不开北斗。

     

    然而GPS发展多年,已经占领全球70%用户。北斗能否挑战GPS老大哥?

     

     

    北斗还能斗得过GPS吗?

     

    多年来,人们早已把全球卫星导航系统等同于GPS。北斗与GPS竞争的挑战在于,GPS已经建立起全球千亿产业链,除了老百姓熟悉的导航外,GPS甚至出现在几乎每一种军事武器中。按照欧洲全球定位研究中心的估计,到了2025年,全球有卫星导航定位的设备需求量将达到92亿部,年产值2680亿元。

     

    那么,北斗还能斗得过GPS吗?

    北斗亮剑GPS插图(1)
    图/视觉中国

    业内人士告诉AI财经社,上述说法实际上夸大了GPS的影响力。首先,“几千亿肯定是把相关产业应用都算进去了。”国星通信副总经理黄伟打了个比方,就好比手机里有北斗,你不能把手机也算成北斗的产值。

     

    其次,GPS并未建立起牢不可破的商业模式。振芯科技副总经理杨洪强表示,GPS卫星信号是公开广播,收得到信号的终端都可以自行使用,而且制造商们不需要给美国交授权费。行业人士认为,从利用GPSX的角度,芯片只赚很少的钱,做整机赚的钱多一点,做应用可能带来更大的价值。但全球其他几个导航系统的商业模式也类似,不是GPS独有。

     

    不过,业内人士告诉AI财经社,在北斗和GPS间做二选一也是不现实的,“不可能把北斗剔除掉。”北斗竞争的大方向是:存量市场做多芯多频兼容,增量市场争夺新应用。

     

    要让导航芯片做到多芯多频,同时支持北斗和GPS,业内人士认为并不是问题。芯片虽然增加了一些工作量,但国星通信黄伟告诉AI财经社:“业内有一个说法,如果你做了GPS就完成了90%工作,把北斗加进去只增加了10%的成本,反之亦然。”

     

    而一旦芯片兼容了北斗,在整机和应用端几乎不需要增加成本。无论手机、车机还是别的场景,兼容都是大势所趋。以手机为例,高通芯片和安卓7.0以上版本都已支持北斗,让应用层可以方便调取信号;在苹果阵营,从iPhone 12起也支持北斗导航。

     

    大家都很实际地搞兼容,至少在消费领域,期望看到的北斗、GPS大战不会到来。振芯科技杨洪强进一步分析:“我不认为消费层面会是北斗的机会,因为北斗是作为IP嵌进去了,不会以单独形态出现。”

     

    但业内人士同时指出:北斗的利益无法只用经济数字衡量。中国科学院和工程院院士李德仁曾表示:“卫星导航系统是一个军民共用的系统,是全世界竞争的一个重要手段。”由于美国能够随时关闭GPS地区服务,中国不能没有自己的卫星导航系统,否则从导弹到外卖小哥全要抓瞎。实际上,这样的事情早就发生过。

     

    1993年,中国银河号货船被美国怀疑违反禁运,美国单方面关停了相关海域的GPS导航,让银河号漂泊在印度洋上,成为中国之耻。如今,开往南海的船舶已全部配备北斗系统。

     

    也因为对经济利益之外的考量,在这个领域,不会存在真正意义的国际合作。《亚洲时报》指出,北斗是中国立体化战略的一部分,能让相关国家保证通讯基础设施不受干扰。这是政治和军事影响力的一部分。

     

     

     

    “中国不会忘记”

     

    为了不受制于人,中国开始自研卫星导航。不过,但凡基础设施级别的技术,自研都要历经坎坷和磨难。能够做出来,也都少不了智慧的决策。5G通信技术是这样,北斗亦然。

     

    卫星导航的起源,最早可以追溯到冷战时期。1957年苏联发射第一颗人造卫星,第二年NASA(美国国家航空和航天局)成立,美苏打响军备竞赛,开始不要钱似的发射卫星。美国发现,可以通过多普勒效应获知卫星位置,反过来卫星也能定位地面目标。于是,全球卫星导航系统(GPS)有了雏形。

     

    但苏联、欧洲和中国当时并未对此给予足够重视。直到1991年海湾战争打响,在GPS引导下,美国陆军穿越没有任何地形特征的沙漠,美国导弹像“外科手术刀”般横穿数百公里炸穿大坝,甚至接踵而至的导弹还能从第一枚的缺口钻进去。

     

    全世界哗然。一位欧洲芯片巨头员工对AI财经社回忆:老专家走进放映厅观看SP资料,最后是被人搀扶着走出来的。有了导航系统的加持,现代战争已超出想象。人们意识到:传统的陆基导航过时了,必须拥有卫星导航技术,防止美国的霸权主义。

     

    当年这种焦虑席卷全球。为了对标GPS,俄罗斯格罗纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(Galileo)和中国北斗导航相继启动。其中,限于当时的国力和技术,中国北斗一号采用“双星计划”,只发射了两颗卫星。而此时,轨道和频率资源的争夺已经白热化。国际电信联盟(ITU)规定“先占先得”。为了提速,中国决定掏出价值2亿欧元的财物,加入欧洲伽利略计划,挑战太空竞赛的另两方——美国和俄罗斯。

     

    轨道和频率是一种不可再生的国家战略资源。亚太区上空的同步轨道,基本只能容纳6颗卫星,中国绝不能错过窗口。而按照国际电信联盟规定,申请到的频率和轨道要在7年内使用,否则作废。为此,中国三天两头催欧盟加快进度,媒体则把伽利略捧成“反美斗士”。欧盟代表笑称:中国比欧洲人更爱伽利略。

     

    核心技术倚赖外国的美梦无限好,但现实很X。全球风云变幻,德法两国换上亲美领导人,美国也游说欧盟排挤中国。伽利略对中国开始采取“X”策略:决议不让表态、资料不让浏览、技术细节不告知。掏出真金白银和设备入伙的中国,影响力甚至不如没掏钱的印度和日本。

     

    中国紧急决定,启动北斗二号计划。2005年,中国终于研发出北斗二号的核心部件星载铷钟,打破欧盟垄断。星载铷钟不仅能提高定位精度,减轻了卫星的负荷,还能延长卫星的寿命。2007年4月14日,北斗二号第一颗卫星提前发射,开始发送信号。4月17日傍晚,十多家研发单位聚集在操场,接收机一字排开。忽然,十多个荧幕上有了同一个亮点。

    北斗亮剑GPS插图(2)
    图/视觉中国(发射北斗导航卫星)

    “整个操场的人都在欢呼拥抱”,北斗卫星导航系统总设计师杨长风回忆说,他含泪致电首长:“频率保住了。”此时距离频率失效还剩4个小时。

     

    在第一颗卫星成功后,中国像下饺子般发射了15颗卫星,并且从第三颗开始采用与欧盟伽利略一样的频率。欧盟愤而抗议,称频率是花血本从美国取得,并且伽利略已经采用这一频率设计,要求中国暂缓发射或者让道。但国际电信联盟(ITU)的先占先得,岂有避让之理?谈判无果后,欧美被迫接受了中国“频率共用”的要求。

     

    2012年12月,北斗二号组网完成,开始向亚太区提供全天候服务。“中国不会轻易忘记所受的冷落,会以精明的方式作出反应”,美国导航卫星新闻《InsideGNSS》当时报道说。

     

    2017年11月,中国开始发射北斗三号的前两颗双星,次年又连发17颗卫星。20X7月29日,最后一颗北斗三号卫星入网,7月31日,国家领导人在人民大会堂宣布了这一消息。而欧盟的伽利略落X度12年,预算则翻了3倍之多。

     

    而同步轨道中最宝贵的静止轨道,截至2015年,在东经30度到东经172度的黄金轨道范围内有194颗卫星,美国42颗,中国35颗,日本24颗。这是中国用20多年为后代交出的答卷。

     

    芯片被美国卡脖子后,有人在知乎上疾呼:中国国内明明知道芯片不行,几十年前为什么不发展芯片?而在重要性不亚于芯片的卫星导航领域,北斗就是答案。

     

    “北斗发展非常稳健,一开始发射北斗一号,受限于技术和财力,定位精度差、用户少,还是有源定位;2005年开始发射北斗二号,伴随国力和技术提升,做了区域导航系统;2012年以后,国家进一步发展,北斗三号变成全球导航系统。”北斗产业资深人士告诉AI财经社,相较芯片行业,由国家主导的北斗,每一步脚印都踩得十分精准。

     

     

    未来或出现大公司

     

    “北斗的组网已经完成,下一阶段就是普及应用。”四维图新旗下高精度定位服务提供商六分科技高级产品经理李萌告诉AI财经社,“原来的北斗作为底层基础设施,更像是氧气一样的存在。现在要让北斗应用发展,就必须让北斗出圈。”

     

    在北斗组网成功后,其出圈的程度超过所有人想象。一款蹭热度的App“北斗地图”曾连续四天登顶苹果App Store。证监会也借助北斗导航,追踪到獐子岛27条采捕船轨迹,终于消灭了“扇贝跑了”的神话。中国能这样调动卫星导航,在GPS时代是无法想象的。

     

    然而,北斗并不是大富大贵的产业。

    北斗亮剑GPS插图(3)
    图/视觉中国

    中国芯片尚发展艰难,北斗产业更是摸石头过河。最初没有国产芯片,大家就拿外国芯片做板卡和整机,“黑猫白猫抓到老鼠就是好猫”。一个被屡次提及的往事是,最早北斗导航芯片向国内企业招标,但台企拿到了北斗空间信号接口控制文件,竟抢先一步做出了芯片和板卡。

     

    时至今日,北斗三号核心部件已实现100%国产化。有一批企业的名字在采访中反复出现:做芯片的北斗星通、东莞泰斗、振芯科技、润芯、华力创通,做整机的振芯科技,华力创通、东方联星等。

     

    杨洪强告诉AI财经社,这一行业目前没有通吃的巨头,“大家都是在很窄的方向做产品,凭市场化斗争,活下来的公司都很强。”有行业专家指出,甚至因为打价格战,普通精度的民用导航接收整机只能卖到10元钱上下。

     

    但在北斗三号组网完成的节点,产值空间也在迅速X:卫星服务范围拓展到全球,芯片和整机也开始卖向全球各地。此外,“两客一危”车辆、飞机和船舶强制安装兼容北斗的终端,开启了另一块很大的市场。“虽然因为适航认证,还有些公司进不来。”

     

    回望GPS市场上一些公司的崛起,GPS终端的最大公司是Garmin(佳明),这家企业踩过最大的坑正是与美国X“X民”的博弈。伴随美国GPS向民用开放,佳明的X额也从2000年的3.5亿美元,暴涨到2008年的34.9亿美元。另一家GPS设备巨头Trimble(天宝)也主要受益于X民。

     

    而北斗作为后来者,天生向民用市场开放,精度可达分米级,配合地基增强甚至能做到厘米级,不逊于GPS。目前民用消费级终端的两个增量市场是在车载和可穿戴设备。北斗正赶在自动驾驶市场爆发前上线北斗三代。四维图新的李萌告诉AI财经社,未来最大的民用卫星导航市场正是自动驾驶。中国坚定走车路协同而非单车智能路线,围绕着自动驾驶的智能的车,还有智慧的路,会让北斗进一步融入到智能交通领域。

     

    而北斗此时组网完成,与另一个在建的基础设施5G也有着强强联合之势。北斗卫星导航系统总设计师杨长风曾分析,“北斗+5G”有机融合成为新一代信息时空X,将可为智慧城市、智慧制造、智慧农业和智慧家庭等领域提供新的服务。

     

    另一个无法忽视的趋势是,卫星导航运维服务市场的增速逐渐上涨到20%左右,远高于终端设备的全球平均增速3.8%。“亚太区、运维服务”勾勒出一块卫星导航的黄金市场。李萌告诉AI财经社,四维图新的导航业务正拓展新加坡、老挝、柬埔寨等,可谓恰逢其时。

     

    一位北斗应用人士告诉AI财经社:北斗的起步虽然晚于GPS,但卫星集合了授时、定位和通信(短报文)功能,不像GPS卫星需要缝缝补补。举例来说,北斗用同一颗卫星就能同时完成短报文通信和导航定位,而GPS只能完成导航。“北斗领域的公司也具有这样的后发优势。”

     

    北斗后发的技术优势,北斗与5G的联合,都带来更多想象空间。因此,未来出现北斗大企业,完全是有可能的事。

    北斗亮剑GPS插图(4)

    北斗能斗过GPS吗?

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    北斗亮剑GPS插图(5)

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