北京日报 | 记者 王可心 武亦彬
无人驾驶的外卖配送车穿梭在送餐、送菜、闪购的路上，无人驾驶农机自动施肥、播种、覆土作业，燃气泄漏检测车自主穿行在城市中嗅闻风险气体，智慧校车将孩子们安全接送回家……远在天边的北斗，正在融入人们的日常生活。
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近年来，北京北斗产业飞速发展。在前不久召开的2023全球数字经济大会上，一组来自北京市经信局的数据令人欣喜：北京市北斗时空信息产业总体规模已超1300亿元，全国北斗领域上市企业超过半数在北京，在城市建设管理、交通、冬奥赛事保障等数十个领域实现北斗广泛应用，用户总规模超过2000万。
作为北斗卫星导航系统策源地的北京，北斗时空信息产业正迎来爆发式增长。
远在高空的北斗卫星 中关村空间信息产业技术联盟供图
远在天外又近在身边
位于顺义区后沙峪镇的美团买菜配送站，工作人员将居民的订单分拣打包，一辆辆黄色的自动配送车正在等待。满载货物后，配送车启动自动驾驶，走向川流不息的公路。接下来，这些车辆将按照预先设定的路线自动行驶到用户指定收货点，由用户输入取件码后自行取出货物。
在顺义，这些特殊的“配送员”已服务百姓多年。它们能够在道路上自主准确识别行驶路线并安全行驶，居民在手机上也能随时看到车辆所在位置，这样的智慧场景，归功于远在高空的北斗卫星实时指引。
虽然在数十万米高空，卫星对地面的定位精度却可以轻松达到厘米级。据配送站工作人员介绍，无人配送车在行驶中，主要依靠北斗导航系统随时校正自己的路线，同时工作人员能够实时获取车辆的位置和航向角，确定自动配送车在道路上的相对位置。在行驶中，车身的摄像头和车顶的激光雷达就是车辆的眼睛和感觉系统，帮助它随机应变。
顺义打造占地300亩的无人驾驶封闭测试场 武亦彬摄
不仅是美团，毫末“小魔驼”、“京环小鲸灵”无人驾驶扫路机、京东自动物流配送车……基于北斗导航下的无人配送愈趋成熟，应用场景逐步扩大。目前，京东、毫末智行等30余家自动配送产业链企业在顺义区内开展研发和道路测试运营工作，仅在2022年便完成了城市公开道路场景配送订单70万单，为周边30万居民提供了配送服务。
北斗的应用，不仅在无人驾驶领域。在前不久举办的北京市北斗产业创新应用发展成果展上，多种北斗应用场景让人大开眼界。
在首都国际机场，飞机起起落落，购票、定位、保持飞机安全运行……无不依托北斗定位通信技术。来自顺义区的企业——中国民航信息集团有限公司，展出的一款运行管理监控系统，运用云计算、北斗定位通信技术、计算机智能视觉技术、物联网技术等，将生产的动态信息、北斗位置信息和通航公司运营数据进行集成处理，实现了对飞行器和起降点的实时监控和地面保障情况管理，同时具备对航空器信息标识及挂牌识别、飞行态势监控、机坪外来物入侵警告等功能，为航班运行的安全性提供了保障。
深埋地下的管线如何变得可视化？靠的同样是远在高空的北斗。正元地理信息集团的智慧城市板块，展现了北斗在城市治理上的卓越能力。展区集中展示了北斗在燃气、供水、排水、供热等领域的应用场景，透过脚下的玻璃板能清晰看到城市地下管网的模型。“这些深埋在地下的管网，24小时不间断地运行着，保障人们的基本生活所需。”工作人员介绍，基于北斗的精准位置信息以及物联网等技术，这套系统能为地下管线的“运行体征”进行24小时智慧“诊脉”。“对于管理人员来说，就如同脚下的玻璃一般透明。”
就连田间地头，也能看到北斗的身影。在顺义赵全营镇前桑园村，成片的玉米田条垄笔直，间隔均匀，仿佛用尺子量过一般。“和装有北斗终端的农机相比，老把式都得甘拜下风。”有着20多年丰富经验的农机手马玉康赞不绝口，“在北斗的指引下，农机直线定位精度直达厘米，即便是再优秀的农机手，也比不过北斗。”
随着“北斗+农业”的不断融合发展，北斗系统还应用于农作物丰收、秸秆粉碎还田、植保打药、联合整地等作业中，新时代智能化农场的应用场景正不断延伸。截至目前，顺义区“北斗+农业”智能化农机累计作业面积已达30余万亩。
科技创新链在京形成
此时此刻，在我们头顶的高空，不同高度、不同角度的北斗卫星正不停运转，为全球200多个国家和地区的用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航与授时服务。从北斗一号到北斗三号，从覆盖亚太到服务全球，作为重要的新型基础设施，北斗系统深度赋能各行各业，成为经济社会发展的时空基石。而北斗的策源地，正在北京。
北斗三号轨道模型 中关村空间信息产业技术联盟供图
上世纪60年代，坐落在海淀区西北旺友谊路的中国航天城内，新建立的北京跟踪与通信技术研究所，正是日后北斗系统的诞生之地。在这里，中国科学院院士陈芳允与科研团队提出了“双星定位”的大胆构想：用两颗地球静止轨道卫星，就可以覆盖中国区域，并对地面目标和海上移动物体进行定位导航，还能兼具通信功能。1994年，北斗一号工程正式启动，采用的技术路线正是诞生于北京跟踪与通信技术研究所的“双星定位”理论。
从中国航天城走出的北斗，最终站上了世界舞台。2020年，随着北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利进入预定轨道，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成，正式面向全球用户提供服务。
作为世界四大卫星定位系统之一，北斗系统带来了巨大的社会经济效益。北京瞄准全球数字经济标杆城市，充分发挥顶尖科技创新资源集聚优势，大力支持前沿科技自主创新，在激烈的国际科技竞争中抢占鳌头。
“随着数字经济的发展，我们已经进入到空前需要万物互联与时空感知的时代，对空间感知能力的精准度要求也在不断提升。”北京邮电大学副教授韩可说，卫星通信系统在空旷地带的表现亮眼，可以达到米级甚至亚米级的定位，然而一旦进入遮蔽空间以及半遮蔽空间，卫星导航信号就很难覆盖了，所以在室内、地下、桥下，会造成卫星信号缺失的情况。
如何提供一个泛在的、精确的定位网络，并实现不同场景的无缝衔接，成为世界强国发展急需解决的重大基础前沿问题。在国家重大专项、科技部“曦和计划”、发改委产业计划等支持下，来自北京邮电大学的邓中亮科研团队主持并完成从单无线网、异构多网多源协同融合到天地一体定位的研究以及设备研制，在这个基础上，构建了无线网络定位理论方法与异构多网多源协同定位技术体系，并取得了一系列成果。韩可正是邓中亮团队的成员。“这个系统定位精度已经达到了国际领先水平，推动我国无线网络定位技术走向世界领先地位。”韩可说。
国内领先、具有国际影响力的北斗时空信息科技创新链，已在北京成形。作为北斗卫星导航系统的策源地，北京拥有该领域40余个国家和省部级重点实验室等创新平台，10余家国内最权威的测试检测服务机构；已初步形成了以中关村科学城空天产业园、朝阳区地理信息服务出口基地、顺义区国家地理信息科技产业园、经开区北京市北斗产业创新基地等为核心的产业集群。
应用场景迭代更新
随着北斗面向全球提供服务，一场新的竞赛悄然打响——卫星导航系统曾因军事需要而诞生，但它在民用、商用领域拥有着更大的价值空间。
2013年，北斗二号系统投用后，我国便开启了北斗商业化的步伐。十年间，北斗的应用场景不断丰富，不仅在专业应用市场闯出一片蓝海，也迅速走进了人们的日常生活，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。
北京在全国北斗产业发展格局中处于引领地位。在第十三届中国卫星导航年会的分论坛上，北京市经信局副局长朱西安带来了一组数据：2022年北京北斗产业总体产值超1300亿元；拥有23家上市企业，占全国半数以上；近30家企业入选国家级专精特新“小巨人”；在城市建设管理、交通、冬奥赛事保障等数十个领域实现北斗广泛应用，用户总规模超过2000万。
北京缘何领跑，优势在哪？“北京汇集了北斗导航与位置服务领域大量技术人才，北斗时空信息领域重点院校和科研院所达30余家，在关键技术研发方面具有深厚的底蕴。”在中关村空间信息产业技术联盟秘书长欧阳玲的眼中，北京发展北斗产业有着天然优势。“北京北斗产业链条相当完整，各环节龙头企业集聚。基础产品环节，以和芯星通等龙头骨干企业为代表，在自主芯片、天线、导航传感器、基础软件和基础数据等方面实力雄厚；终端集成和系统集成环节，以合众思壮、华力创通等为代表，在各类应用终端、应用系统、授时系统、军用装备等领域技术和市场优势明显；运营服务环节，有百度、高德、北斗导航位置服务等企业，在移动位置服务、城市管理、智能交通等领域均保持国内服务领先水平。”
除了硬实力，高位的前瞻性谋划同样重要。2012年，就在北斗二号刚刚完成组网之时，北京市经济和信息化委员会会同有关部门、科研机构和重点企业，启动了“北斗导航与位置服务产业发展实施方案”的编制工作，并制定了第一个三年计划，公共平台工程正是当年重点推进的三大工程之一。“平台整合了国家相关基础设施资源，让北斗位置信息的使用不再有门槛，为行业用户和中小开发者提供‘插线板’式的服务。开发者不需要懂技术、不需要庞大的资金，仅通过平台网站，就能方便快捷地免费使用北斗信息数据。”北斗导航位置服务平台技术北京市工程实验室主任曹洪杰说，这一平台的建立直接促进了北斗产业的百花齐放。“最早应用的就是物流运输行业，通过北斗精准定位大货车的位置。随后，应用的行业越来越广泛。这两年推广的共享单车电子围栏，就是基于平台实现的。我相信，未来北斗的应用场景会更加广泛，只受想象力的限制。”
搭载北斗系统的智慧农机 武亦彬摄
率先布局产业2.0
“市场在快速增长，技术在不断融合，商业模式在加速变革。我们已经进入卫星导航与位置服务产业的黄金十年。”北斗星通董事长周儒欣说，作为诞生并成长于北京的中国卫星导航产业首家上市公司、“001号”北斗民用运营服务企业，北斗星通正在构建全球覆盖、国际一流的“位置数字底座”，这将为北京市建设全球数字经济标杆城市提供重要支撑。
在上个月举办的全球数字经济大会上，北京市经信局一级巡视员王伟透露，北京率先提出布局北斗产业2.0，在北斗导航和位置服务产业已有基础上，加快发展北斗时空信息产业。为抢抓北斗时空信息产业发展机遇期，巩固北京市北斗时空信息产业全国引领地位，更好地支撑全球数字经济标杆城市建设，北京市正在编制未来三年推进北斗时空信息产业创新发展的实施方案，将北京建设成为北斗时空信息产业自主创新、泛在服务、深度融合、智能应用的策源地和高质量发展示范区。
此前，朱西安也曾在发言中表示，“十四五”期间，北京将大力推动北斗时空信息产业发展，进一步突破时空泛在服务核心技术，围绕北斗时空信息泛在服务的信号性能和终端制造、全息位置地图供给能力、遥感数据高动态获取和处理、时空信息应用推广进行系列核心关键技术攻关，引领自主创新产品供给。同时，构建基于北斗时空信息的城市数字底座。充分利用既有技术和建设成果，建设和完善北斗精准时空服务体系，汇聚北京地区空间信息产业资源的优势，打造跨行业场景应用、协作共融的生态化发展模式，推动北斗时空位置的精准时空数据全方位应用。
此外，北京还将重点促进北斗与新一代信息技术融合发展，推动北斗时空信息技术与智能网联汽车、5G、人工智能、物联网、大数据、区块链等新技术融合，促进北斗时空信息与卫星互联网融合发展，探索北斗时空应用新模式。立足北斗及地理信息科技产业聚集区和创新基地，北京将重点孵化一批北斗时空信息智能企业，加强技术创新，建设具有全球竞争力的产业集群和龙头企业，共同打造具有国际影响力的北斗时空信息产业基地，加快推动北斗时空产业高质量发展。
专家观点
北斗规模化应用已进入关键期
欧阳玲
当前，北京已形成国内领先、具有国际影响力的北斗时空信息科技创新链与产业链，在芯片制造、北斗+5G技术方面，北京北斗时空信息产业已达到国际领先水平。以自主芯片为例，定位设备上游芯片工艺从90纳米到22纳米，尺寸越来越小，综合性能达到国际领先水平。可以说，北京北斗时空信息产业的发展有力提升了北斗国际影响力。
“十四五”期间，北斗规模化应用进入关键期，同时也是整个北斗产业发展的机遇期。加速实现北斗系统规模应用市场化、产业化、国际化发展，提升北斗应用的深度和广度，将带来巨大的经济效益，提升产业能级和市场竞争力。
北京市北斗产业发展在产业规模、技术创新、示范应用方面一直位于全国前列，但面对北斗规模化产业发展趋势，仍然存在一些问题，需要引起关注和重视。比如目前北斗产业发展共性技术平台和公共服务平台等战略性资源有所缺乏；在芯片、算法等关键核心技术领域突破和创新能力不足；北斗系统仍然存在无线电信号落地功率微弱、在室内及水下空间不适用等问题。
随着北斗与人工智能、大数据、云计算、5G通信等融合创新，北斗系统应用向新型信息技术延伸，应用场景不断创新。未来，基于北斗的时空服务将在各领域得到广泛应用，实现与各类应用的深度有机融合，进一步向行业深化发展。
（作者系中关村空间信息产业技术联盟秘书长）
