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北斗衛星導航系統與新基建融合協同發展的深度思考

韓雅娟 于德營 姜碩

摘要：北斗衛星導航系統（以下簡稱北斗）是提供高精度時空基準服務的國之重器，新基建是實現我國經濟高質量發展的重要引擎，“十四五”時期推動兩者加快融合具有重大意義與深遠影響。本文論述了北斗與新基建的內在關系、北斗助力新基建高質量發展的五大方向趨勢以及新基建對于壯大北斗產業化規模的關鍵著力點、著眼點，并提出了相關建議與展望。

關鍵詞：北斗；新基建；融合；數字經濟；數字中國

新基建與北斗融合協同發展具有重要戰略意義。新基建是數字化轉型的有力推動，是數字經濟的發展底座，是數字中國的立足之基?！笆奈濉币巹澨岢觯涌旖ㄔO新型基礎設施，建設高速泛在、天地一體、集成互聯、安全高效的信息基礎設施。北斗系統作為我國自主建設、獨立運行和持續發展的重大天基時空基礎設施，為國民經濟、國防工業各領域提供必不可少的時空信息服務，是新基建的緊密相關者、基礎賦能者、重要驅動者，是數字中國的基礎之基。

一、北斗與新基建有著深刻關聯與內在聯系

2020年國家發展改革委對新基建范圍做出明確，新基建主要包括信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施。國家發展改革委同時指出，隨著技術革命和產業變革，新型基礎設施的內涵、外延也不是一成不變的。從新基建范疇的釋義可以看出，北斗與新基建有著深刻與廣泛的關聯聯系。

北斗作為全球公共服務基礎設施，是新基建的緊密相關者。2020年7月，北斗三號全球衛星導航系統正式開通。同年8月《人民日報》發表評論員文章指出，北斗系統是我國為全球公共服務基礎設施建設做出的重大貢獻，是中國特色社會主義進入新時代取得的重大標志性戰略成果。近年來出臺的多項國家規劃、戰略、指導意見文件將北斗列入建設要求，體現了兩者在頂層設計中的緊密聯系。例如，《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035）》《智能汽車創新發展戰略》《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》等明確提出了加快差分基站建設、建設覆蓋全國的車用高精度時空基準服務能力、建設導航與通信融合等多項推動北斗在車輛高精度定位領域應用、實現北斗時空信息服務在交通運輸行業深度覆蓋等政策要求。

北斗提供高精度時空基礎信息，是新基建的基礎賦能者。隨著北斗三號的建成，北斗面向全球提供定位導航授時(RNSS)、全球短報文通信(GSMC)、國際搜救(SAR)等3種基礎型服務，面向亞太地區額外提供星基增強(SBAS)、地基增強(GAS)、精密單點定位(PPP)、區域短報文通信(RSMC)4種增強型服務。目前北斗已在全球許多國家和地區得到應用，向億級以上用戶提供服務，已形成應用廣度、融合深度、安全剛度日益完善的產業應用生態，全面服務于交通運輸、農林牧漁、水文監測、氣象測報、石油石化、建筑施工、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全、智慧城市等行業領域，例如,截至2020年底北斗已建設完成了約1700座電力北斗地基增強系統、基于北斗的農機自動駕駛系統推廣應用近4.5萬臺/套、應用北斗系統道路營運車輛超700萬輛。北斗已廣泛進入大眾消費、共享經濟和民生領域，深度融入信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施等新型基礎設施，提供戰略性、基礎性的時空數據支撐，持續孕育新業態、新模式，服務數字經濟、支撐數字中國建設。

北斗具備較強的關聯帶動效應，是新基建的重要驅動者。一方面，北斗產業化發展對拉動新基建規模有一定的作用。我國北斗建設累計總投資僅數百億元，2020年我國全球導航衛星系統（GNSS）產業總體產值超過4000億元，對國民經濟起到良好的關聯帶動效應。但相較全球而言，我國衛星導航與位置服務市場發展對新基建和其他領域的衍生帶動效益未來仍有較大的提升空間。截至2020年，我國衛星導航與位置服務產業的核心產值與關聯產值的比例為1∶2，當前全球GNSS產業的核心產值與關聯產值平均比例超過1∶3，隨著北斗應用的滲透以及關聯比例的提高，到2025年，預期北斗綜合時空服務總體產值預計達到8000～10000億元規模;到2035年，預期直接產生和帶動形成的總體產值規模將超過30000億元。另一方面，北斗擁有強大的創新能力，是新基建重要的創新驅動力量。截至2020年底中國衛星導航專利申請累計總量（包括發明專利和實用新型專利）已突破8.5萬件。北斗創新體系仍在建設，北斗在天/地基增強、通導融合、泛在定位、智能化水平等科技創新領域持續完善、加速突破。同時北斗產教融合繼續往深處、實處推進，有利于形成新的北斗創新驅動的新型創新基礎設施。

二、完善北斗時空體系建設，助力新基建高質量發展

習近平總書記提出，到2035年建設更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。隨著北斗綜合時空體系建設，北斗將為新基建提供更高質量、更加安全的新時空智能服務。通過進一步強化大連接、大數據、大計算、大安全和大服務等五大要素的配置和完善，提升時空體系基礎服務的廣度和力度，北斗將有效助力新基建更高質量發展。

打造北斗大安全體系，夯實新基建安全底座。從國家安全、經濟安全和社會公共安全出發，我國必須建立防干擾、反欺騙的體系，監測威脅攻擊源，保護導航頻譜，優化接收機，增強性能功能，并采取有效的應對應急措施。通過技術創新與系統集成，形成抗衡干擾和抗欺騙威脅的系統體系，確保關鍵基礎設施安全。通過打造北斗大安全體系，完善基于北斗的堅韌的綜合導航定位和授時(positioning, navigation, and timing — PNT)系統，確保綜合PNT系統應用的安全可信，構筑時空服務反欺騙、抗干擾、防劫持能力，護航新基建。

打造北斗大鏈接體系，強化新基建聯接基礎。截至2020年底，具有北斗定位功能的終端產品社會總保有量超過10億臺/套（含智能手機）。目前，我國智能手機、智能汽車、可穿戴設備、共享單車等大眾應用場景已廣泛使用北斗服務，未來隨著物聯網技術的快速滲透，越來越多的個人終端、行業終端以及新型基礎設施終端將實現與北斗的鏈接。將北斗與5G信息網絡相融合，滿足海量設備的接入需求，形成高精度、大帶寬、高速度的北斗大鏈接體系，實現基于北斗的物聯網高并發的可感知、可測量、可計算、可控制，統一新基建各領域、各終端的高精度時空基準，聯通新基建。

打造北斗大數據體系，挖掘新基建數據價值。通過多源時空數據的融合統一，得到更準確、更豐富的信息，再以北斗提供的高精度時空大數據為主線，深入挖掘其特征，洞察背后的商業價值。同時，基于北斗高精度的大眾化普及與大數據挖掘，將發展出更多的大眾位置服務應用場景，例如基于車道級定位自動駕駛、交通違章監管或交通事故責任判定和保險理賠、更加精準的地理營銷與廣告投放、更加準確的人員或資產跟蹤等。通過北斗大數據體系建設，搭建場景和需求的預測框架，挖掘時空大數據隱藏的經濟，助力新基建。

打造北斗大計算體系，放大新基建衍生紅利。云計算與云平臺是實現高算力、高可靠、高實時的核心技術之一。通過云計算的方式實現數據管理與空間信息一體化、多層次、多方位直聯，打造高度簡化、標準化、自動化和彈性化的北斗云平臺中心，使之成為支撐北斗大鏈接體系、大數據體系不斷發展的關鍵保障，成為滿足新基建日益增長、日益拓展、日益多元服務需求的關鍵引擎。打造北斗大計算體系，可使億萬級規模設備接入的高精度、高可靠、高安全的時空高速普惠服務成為可能，加速新基建。

打造北斗大服務體系，繁榮新基建數字生態。通過互聯網技術面向大眾領域、行業領域、前沿領域提供新時空智能服務。例如環境感知和場景智能化技術形成環境智能服務，通過與新一代信息技術的集成，實現應用場景數字化、應用服務智能化，構成新基建的服務生態系統基礎，為無人機、無人車、無人船等前沿智能無人系統的發展提供高精度定位服務。打造北斗大服務體系，實現真正的泛在、多層次、智能化服務，滿足新基建新場景的不同需求指標，促生多樣化的北斗智能應用，繁榮新基建。

三、把握新基建發展機遇，壯大北斗產業化規模

新基建將拉動數萬億元項目投入，推動經濟社會數字化轉型，培育新業態、新產業、新經濟。新基建將給北斗帶來更加豐富、更大規模的應用場景，是北斗產業化加速發展的重大機遇期。北斗與新基建融合發展、壯大北斗產業化規模的中短期關鍵著力點是信息基礎設施與融合基礎設施，長期著眼點是創新基礎設施。

把握信息基礎設施建設機遇，加速北斗與新一代信息技術深度集成。信息基礎設施主要是指基于新一代信息技術演化生成的基礎設施，比如以5G、物聯網、工業互聯網、衛星互聯網為代表的通信網絡基礎設施，以人工智能、云計算、區塊鏈等為代表的新技術基礎設施，以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等。北斗與信息基礎設施深度關聯，例如北斗發展低軌增強、通導融合，與衛星互聯網關聯度極高；北斗為5G提供精準授時，加快與5G室內室外融合定位技術突破，可實現與5G的協同發展；北斗可為數據和智能計算中心提供具有基礎意義精準授時服務，未來也將發展建設北斗主導的時空服務的數據中心與智能計算中心。信息基礎建設勢必帶動大量北斗密切關聯的應用場景，特別是北斗與新一代信息技術融合場景。隨著數字經濟體量的不斷抬升，新一代信息技術應用規模以及北斗產業化水平將進一步放大。

把握融合基礎設施建設機遇，推動北斗在智能交通和智慧能源領域的高水平應用。融合基礎設施主要是指深度應用互聯網、大數據、人工智能等技術，支撐傳統基礎設施轉型升級，進而形成的融合基礎設施，比如智能交通基礎設施、智慧能源基礎設施等。北斗與融合基礎設施高度相關。北斗在智能交通架構中的終端層、網絡層、服務層均發揮著關鍵基礎作用，北斗高精度定位對航空運輸、軌道交通、公路交通等領域無人駕駛應用不可或缺。智慧能源系統要求更高比例的分布式可再生能源接入、更高比例的數字化電子電力器件，將帶來比傳統電力系統更精準的調頻時間同步要求；此外，電力系統日常運營愈加向少人化、無人化轉型，例如無人機風光電場巡檢、輸電網絡巡檢等，此類場景對高精度定位的需求也將呈爆發式增長。融合基礎設施建設可推動北斗高精度定位、高精度授時服務在更大范圍國土空間上和更多數量設備終端中的應用，提升北斗產業化規模。

把握創新基礎設施建設機遇，鞏固北斗科學研究、技術創新的長久發展基礎。創新基礎設施主要是指支撐科學研究、技術開發、產品研制的具有公益屬性的基礎設施，比如，重大科技基礎設施、科教基礎設施、產業技術創新基礎設施等。人才是北斗產業接續升級發展的基礎，我國北斗領域專業技術人才、復合型人才和高端人才目前嚴重不足，相關專業學科建設基礎薄弱，而企業急需的專業技術人才多是通過崗位鍛煉，培養周期長、投入成本高，不利于北斗產業的持續性創新與健康長遠發展。把握創新基礎設施建設機遇，實施北斗產教融合，建設北斗相關的科教基礎設施以及產業技術創新基礎設施，實現基建鏈、教育鏈、人才鏈、創新鏈、產業鏈的有機銜接，不斷孕育支撐北斗持續性創新突破、迭代升級的新動能。

四、結語

新基建與北斗融合協同發展具有重要戰略意義。加快北斗及產業生態發展，有助于構建高質量的新基建體系；同時受益于新基建建設，北斗應用水平和應用規模將實現雙提升。建議建立頂層協調機制，促進跨領域、跨部門協同，建立合理的資源共享機制，做好各類設施資源的利用和銜接，推動北斗與新基建融合發展。

綜上，深化北斗與新基建融合發展有利于建設安全基礎自主可控、基礎能力更加精準、數字化程度更高水平的新型基礎設施，有利于建設天地融合更加全面、高精度定位授時更加泛在、產業化發展更具規模的北斗智能時空體系，對加速經濟數字化轉型進程、落實數字中國戰略有著重大而深遠的影響。

參考文獻

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https://www.ndrc.gov.cn/fggz/fgzy/shgqhy/202004/t20200427_1226808.html.

[3]中國衛星導航定位協會.中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書[J].2021:26-33,70-71.

 注：文中圖片來源于網絡。