北斗技术与产业发展白皮书（2019）

北斗技术与产业发展 白皮书 （2019 年） 中国信息通信研究院 2019年12月 版权声明 本白皮书版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 前 言 卫星导航在国防领域和国民经济领域占据了越来越重要的地位，其所提供的定位、导航和授时等服务已经逐渐为人们熟悉并依赖。随着北斗系统在移动通信领域的建设和发展，相关产品已广泛应用于农业、交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信系统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。建设北斗卫星导航系统，对于保障国家安全、促进经济社会的发展、提高我国的国际地位等诸多方面，都具有十分重大和特殊的意义。 目 录 一、北斗发展综述 .................................................. 1 二、北斗卫星定位技术 .............................................. 5 （一）辅助北斗快速定位技术 ...................................... 6 （二）北斗地基增强技术 .......................................... 7 （三）北斗星基增强技术 .......................................... 8 （四）北斗短报文技术 ............................................ 9 三、产业应用现状及趋势 ........................................... 10 （一）北斗打造智慧城市 ......................................... 13 （二）“北斗+5G”助力车联网 .................................... 14 （三）北斗助推国产芯片发展 ..................................... 15 （四）北斗筑造交通安全“长城” ................................. 16 （五）北斗加速智慧农业发展 ..................................... 17 （六）北斗保障电网安全 ......................................... 18 （七）北斗完善行业应用 ......................................... 19 四、未来发展建议 ................................................. 21 （一）趋势展望 .................................................. 21 （二）发展建议 .................................................. 22 北斗技术与产业发展白皮书（2019 年） 1 一、北斗发展综述 北斗卫星导航系统（BDS，BeiDou Navigation Satellite System）是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航、授时和短报文通信服务的国家重要空间基础设施。北斗与美国的 GPS、俄罗斯的 GLONASS、欧盟的 Galileo 构成全球四大卫星导航系统。 北斗卫星导航系统经历了北斗一号系统、北斗二号系统、北斗三号系统三个阶段。目前，最早的北斗一号系统已经放弃使用，正在使用的有北斗二号系统和三号系统。北斗二号系统已向亚太区用户提供稳定服务超过 5 年，在轨运行情况良好。2017 年至今，我国完成超高密度的北斗三号发射任务，创造了北斗组网发射历史上高密度的新纪录。随着“北斗”地基增强系统提供服务，未来可提供米级、亚米级、分米级，甚至厘米级的服务。北斗三号卫星定位系统已于 2018年完成基本系统建设，开始提供全球服务。 2019 年 12 月 16 日 15 时 22 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第五十二、五十三颗北斗三号导航卫星。至此，所有中圆地球轨道卫星全部发射完毕，标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成，将进一步提升系统服务性能和用户体验，为实现全球组网奠定坚实基础。相较于北斗二号，北斗三号空间信号具备用户使用性能更优异、与其他系统互操作性更强，以及覆盖全球等特点。北斗三号计划于 2020 年向全球用户提供基本导航、短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位服务。 北斗技术与产业发展白皮书（2019 年） 2 移动通信标准方面。我国 GNSS 标准化工作起步较晚，但后来居上。自 2014 年起，根据北斗系统建设和产业应用需要，在工信部和中国卫星导航系统管理办公室的指导下，中国信通院承担了北斗移动通信国际标准的推动工作, 主要涉及 3GPP 中基站辅助卫星导航技术标准、终端标准、测试标准以及高精度定位标准等。截至目前，由中国信息通信研究院牵头在国际标准化机构——第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）上完成了北斗二代信号26 项国际标准制定工作，涉及第二、三、四、五代移动通信系统网络辅助北斗定位功能、高精度卫星定位功能等相关标准。中国通信标准化协会（China Communications Standards Association，CCSA）已经制定和报批国内标准 23 项。同时成立了 ST9“导航与位置服务”特设任务组，开展与通信行业相关的导航与位置服务标准化研究，构建通信和导航一体化的标准体系。随着北斗卫星系统不断发展，针对北斗三代信号的国内外标准化工作也已经同步展开。（数据来源：中国信息通信研究院） 产业应用方面。随着北斗卫星导航系统全球化步伐加快，相关产业规模也迅速壮大，我国卫星导航与位置服务企业已达 14000 家，从业人员超过 50 万人，形成珠三角、京津冀、长三角、鄂豫湘、川陕渝五大产业区域；自主北斗芯片跨入 28 纳米工艺，我国卫星导航专利申请总量累计已达 5.4 万件，跃居全球第一。在交通运输、海洋渔业等领域，全国已有 620 多万辆道路营运车辆，3 万辆邮政和快递车辆，36 个中心城市约 8 万辆公交车，3200 余座内河导航设施、2900北斗技术与产业发展白皮书（2019 年） 3 余座海上导航设施使用北斗系统。同时，北斗高精度产品目前已出口至 90 多个国家和地区，北斗系统服务性能和产品质量赢得了良好声誉。（数据来源：《2018 中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》） 数据来源：中国卫星导航定位协会 图 1 2013-2020 年我国卫星导航与位置服务产业总产值及预