河南商報(bào)記者 郭丁然/文左冬辰/圖
說起北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，都覺得很厲害,，但又總感覺看不到摸不著,，它缺少存在感。
其實(shí),，北斗這個(gè)“小朋友”已經(jīng)很有存在感了——每次,，你打開手機(jī)看時(shí)間，你到餐廳就餐,，你騎上共享單車,，還有你用到的電……背后都有北斗技術(shù)默默的身影。
在電力領(lǐng)域,，70%的北斗授時(shí)芯片模組是咱鄭州造,。據(jù)說,，鄭州即將投放加持北斗導(dǎo)航定位裝置的共享電動(dòng)車。
可以說未來,，所有需要定位,、導(dǎo)航、授時(shí)的場景,，都會出現(xiàn)北斗,。
手機(jī)、高鐵,、電力……北斗在提供納秒級精確時(shí)間
2020年6月23日,，北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。至此,，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成,。
然而，對于大多數(shù)老百姓來說,，還是覺得,，北斗在我們身邊缺少存在感。
其實(shí),，在你每次你點(diǎn)亮手機(jī)看時(shí)間的時(shí)候,，背后就可能有北斗技術(shù)的默默支持。
這要從北斗系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能——“授時(shí)”說起,。
授時(shí),，就是給出準(zhǔn)確的時(shí)間，我們的手機(jī),、電腦等電子設(shè)備,，只要聯(lián)網(wǎng)，就能自動(dòng)獲取準(zhǔn)確的時(shí)間,。這背后就是衛(wèi)星授時(shí)的技術(shù),。
北斗如何提供授時(shí)？清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授謝小榮介紹,，北斗衛(wèi)星上一般搭載3到4臺高精度（約0.3納秒級）原子鐘作為基準(zhǔn)時(shí)間源,。衛(wèi)星播發(fā)的電文中含有軌道坐標(biāo)和衛(wèi)星時(shí)間，結(jié)合地面接收裝置,，就能夠?qū)崿F(xiàn)授時(shí)功能,。北斗的授時(shí)精度可達(dá)到10納秒級，這與GPS的精度相當(dāng),。
目前,，華為、中興等國內(nèi)的通信基站制造商在基站中已經(jīng)有應(yīng)用北斗授時(shí)芯片,。因此,，你手機(jī)上接收的時(shí)間，很可能就是“北斗時(shí)間”,。
時(shí)間基準(zhǔn)是一個(gè)國家安全的保障,。高鐵、電網(wǎng),、股市,、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、跨海大橋和海底隧道建設(shè)等等,，都需要時(shí)間同步,。
謝小榮舉例：一條100公里的500千伏輸電線路，如果兩端電壓相量測量的時(shí)間基準(zhǔn)差0.1毫秒,，就可能產(chǎn)生27萬千瓦的功率差異,，相當(dāng)于30多萬戶城鎮(zhèn)三口之家的平均用電；電力系統(tǒng)故障分析時(shí),，要求變電站時(shí)間同步精度優(yōu)于1微秒,，否則可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的故障原因分析結(jié)果。
據(jù)媒體報(bào)道,，目前國內(nèi)已有上千套變電站時(shí)間同步裝置接收北斗授時(shí)信號,，超過20%的電力通信頻率網(wǎng)接收北斗授頻信號，相關(guān)產(chǎn)業(yè)估計(jì)達(dá)到數(shù)百,、上千億元規(guī)模,，并處于快速發(fā)展中。
電力領(lǐng)域,，70%的北斗授時(shí)芯片模組是咱鄭州造
在北斗授時(shí)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的背后,，還有咱們河南本土公司的功勞。
作為北斗授時(shí)國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定單位,，鄭州威科姆科技股份有限公司1999年就成立了圍繞北斗衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)的衛(wèi)星應(yīng)用中心,。他們研發(fā)生產(chǎn)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗授時(shí)芯片模組，市場占有率國內(nèi)領(lǐng)先,。
鄭州威科姆科技股份有限公司董事長賈小波介紹,，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是世界“四大”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，主要應(yīng)用有定位,、授時(shí)和短報(bào)文發(fā)送,。他們首先在“北斗”衛(wèi)星授時(shí)應(yīng)用，也就是多點(diǎn)位置的時(shí)間同步,，開展了長期的科技攻關(guān),。
以前，我國的基站和變電站都是依靠美國的GPS進(jìn)行時(shí)間同步的,。而威科姆在國內(nèi)率先研發(fā)了5ns（納秒）的北斗衛(wèi)星高精度授時(shí)產(chǎn)品,，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,，目前已在眾多電力變電站和通信網(wǎng)絡(luò)基站等實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用,，國內(nèi)電力市場占有率達(dá)70%,。北斗授時(shí)芯片，已成為國家電力安全的保障,。
鄭州威科姆科技股份有限公司時(shí)頻實(shí)驗(yàn)室 銫原子鐘等設(shè)備
鄭州威科姆科技股份有限公司時(shí)頻實(shí)驗(yàn)室 銫原子鐘等設(shè)備
5G時(shí)代,，北斗授時(shí)將迎來井噴
由于5G通信技術(shù)是高頻信號，每個(gè)基站的覆蓋面積相比4G基站更小,，因此需要建設(shè)更多通信基站,。
在2020年6月6日，工業(yè)和信息化部信息通信管理局副局長魯春叢表示,，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面,，基礎(chǔ)電信企業(yè)建成5G基站超過25萬個(gè)。中國工程院院士鄔賀銓預(yù)計(jì),，到2020年年底,，我國5G基站數(shù)可能達(dá)到65萬個(gè)。
5G基站的建設(shè)如火如荼,，也給北斗授時(shí)行業(yè)帶來巨大機(jī)遇,。
“我們預(yù)測，5G時(shí)代將迎來北斗授時(shí)芯片的爆發(fā)期,。”鄭州威科姆科技股份有限公司董事,、副總裁王連備說。
他介紹,，以前通訊授時(shí)模組領(lǐng)域由瑞士廠商u-blox占據(jù)“壟斷地位,。而威科姆研發(fā)的北斗授時(shí)模組，可以為中國的5G應(yīng)用提供高精度的授時(shí)服務(wù),，打破了這種格局,，為國內(nèi)下游廠商提供了新的選擇。
目前,，他們正在和華為,、大唐等通信設(shè)備商商討有關(guān)5G基站北斗授時(shí)的合作計(jì)劃。
鄭州威科姆科技股份有限公司 SMT車間的生產(chǎn)線
鄭州威科姆科技股份有限公司 SMT車間的生產(chǎn)線
北斗定位將應(yīng)用于鄭州的共享電動(dòng)車
除了授時(shí),，北斗系統(tǒng)最為人熟知的應(yīng)用領(lǐng)域就是定位導(dǎo)航,。
河南商報(bào)曾經(jīng)報(bào)道，在鄭州體驗(yàn)一把無人駕駛公交,，如今已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),。
從2015年自動(dòng)駕駛客車在鄭開大道公開路試，到2019年5月17日龍子湖智慧島上正式試運(yùn)行的全球首條在開放道路上運(yùn)行的5G無人駕駛公交線路,，再到2020年自動(dòng)駕駛公交試運(yùn)行在中原科技城啟動(dòng),，5年來,，自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新在鄭州正一步一個(gè)腳印逐步落地。自動(dòng)駕駛公交車的精準(zhǔn)行駛,、?？慷嫉靡嬗诒倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持。
“北斗系統(tǒng)作為一種基礎(chǔ)設(shè)施,，通過研發(fā)配套的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),，把導(dǎo)航信號傳輸給車輛,，實(shí)現(xiàn)厘米級的精準(zhǔn)定位,。”宇通公司相關(guān)工作人員介紹。
那么在民用領(lǐng)域北斗導(dǎo)航還會有哪些應(yīng)用,？
7月7日,，在鄭州國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的威科姆產(chǎn)業(yè)園北斗導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用研發(fā)中心，研發(fā)人員正在緊張地測試一款車載北斗定位裝置,。
這些裝置采用了威科姆自主研發(fā)生產(chǎn)的北斗導(dǎo)航定位芯片,。芯片只有指甲蓋大小，卻能提供亞米級的精準(zhǔn)定位,。
王連備介紹,，這些裝置將會在共享電單車上使用，這批載有北斗導(dǎo)航技術(shù)的共享電單車即將投放鄭州市場,。有了北斗技術(shù)的加持,，城市管理者可以更加精準(zhǔn)地掌握車輛位置信息，助力對車輛的有序管理,。
王連備也表示,，未來隨著技術(shù)的不斷成熟，他們的車載北斗定位模塊也可以應(yīng)用在乘用車領(lǐng)域,，為自動(dòng)駕駛技術(shù)提供技術(shù)支撐,。
北斗技術(shù)的應(yīng)用不僅在國內(nèi)，還走出了國門,。賈小波透露,，他們正在把北斗定位服務(wù)沿著“一帶一路”開展推廣。目前,，威科姆正在利用北斗導(dǎo)航定位技術(shù),，為泰國2000萬輛摩托車管理進(jìn)行服務(wù)。
為無人機(jī)配上“天眼”
如果說,，你每天餐桌上的糧食背后也有北斗技術(shù)的身影,，你相信嗎？
“根據(jù)后臺數(shù)據(jù)顯示,，今年我們公司服務(wù)的67架植保無人機(jī),，上半年在駐馬店和周邊地區(qū)作業(yè)面積約29萬畝,。”河南駐馬店無人機(jī)植保創(chuàng)業(yè)者、80后小伙申飛告訴河南商報(bào)記者,。他曾經(jīng)從事傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)領(lǐng)域,，2017年開始創(chuàng)業(yè)，做植保無人機(jī)銷售和售后服務(wù),。
他的這些客戶,，一般上半年會在駐馬店本地進(jìn)行植保服務(wù)，下半年轉(zhuǎn)戰(zhàn)新疆加入棉花植保的大軍中,。
他告訴河南商報(bào)記者,，他們使用的極飛植保無人機(jī)，噴灑農(nóng)藥的理論作業(yè)效率是人工的70倍,。在實(shí)際操作中,，由于地塊分散等原因，實(shí)際每架無人機(jī)每天能噴灑200-300畝農(nóng)田,，一臺機(jī)器頂20個(gè)勞動(dòng)力,。
“每畝噴灑的收費(fèi)是10元。”申飛說,，一臺機(jī)器搭配一個(gè)“飛手”（他們對植保無人機(jī)創(chuàng)業(yè)者的稱呼）,，一年下來能賺5-6萬元。
這些“飛手”,，并不需要操控?zé)o人機(jī)遙控器,，他們在手機(jī)地圖上為無人機(jī)指定噴灑區(qū)域后，無人機(jī)就能通過 AI芯片的計(jì)算實(shí)現(xiàn)智能航線規(guī)劃,，自動(dòng)進(jìn)行噴灑作業(yè),。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是這些無人機(jī)的“天眼”，這些無人機(jī)也同時(shí)支持其他三大衛(wèi)星定位系統(tǒng),。
“天上的北斗衛(wèi)星和地面的 RTK 導(dǎo)航基站配合,，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的高精度定位導(dǎo)航。”極飛科技相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴河南商報(bào)記者,，定位精度在厘米級,。也就是說，如果需要,，無人機(jī)可以圍繞某一棵植物進(jìn)行作業(yè),。
他還透露，目前極飛是全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域規(guī)模最大的北斗衛(wèi)星定位使用者,。截至 2020 年 1 月 1 日,，極飛已經(jīng)以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在中國架設(shè)了數(shù)千個(gè) RTK 導(dǎo)航基站，覆蓋超過 35,000 個(gè)農(nóng)村,，遍布 29 個(gè)省區(qū)市,。
鄭州威科姆科技股份有限公司 時(shí)頻實(shí)驗(yàn)室
鄭州威科姆科技股份有限公司 時(shí)頻實(shí)驗(yàn)室
未來，鄭州高新區(qū)將打造北斗云谷
北斗,，是國之重器,。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)是未來物聯(lián)網(wǎng)、智慧交通,、智慧城市的基礎(chǔ),，也是國家戰(zhàn)略性新興高技術(shù)行業(yè)。除了以上案例,，近幾年來,，北斗已成功應(yīng)用于測繪、電信,、水利,、漁業(yè),、交通運(yùn)輸,、森林防火、減災(zāi)救災(zāi),、智慧城市和公共安全等諸多領(lǐng)域,。
河南省曾推出《河南省北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)三年(2016—2018年)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》。而今,，北斗產(chǎn)業(yè)在河南的發(fā)展已經(jīng)初具成效,，鄭州在北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展中也嶄露頭角，2019年,，中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)第八屆年會暨中國北斗應(yīng)用大會在鄭州舉行,。會上，鄭州國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)黨工委副書記張良才介紹,，全區(qū)在北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)圍繞布局授時(shí)終端,、智能裝備制造、北斗應(yīng)用系統(tǒng)集成,、北斗位置服務(wù)等四大領(lǐng)域,，初步形成了‘研發(fā)+制造+應(yīng)用+資本’的北斗產(chǎn)業(yè)鏈條。高新區(qū)將以打造“鄭州北斗云谷”為目標(biāo),，力爭在2025年打造成千億級科技新城,。
作為國家批準(zhǔn)設(shè)立的第一個(gè)航空經(jīng)濟(jì)先行區(qū)，鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)也在加速推動(dòng)北斗產(chǎn)業(yè)落地,。2019年11月,，航空港實(shí)驗(yàn)區(qū)通過國資平臺興港投資集團(tuán)著手布局“北斗+”新興信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，取得北斗導(dǎo)航領(lǐng)域龍頭企業(yè)合眾思壯實(shí)控權(quán)，加速推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)在航空港實(shí)驗(yàn)區(qū)落地,。合眾思壯是國內(nèi)進(jìn)入衛(wèi)星導(dǎo)航定位(GNSS)領(lǐng)域最早,、技術(shù)儲備最深厚、產(chǎn)業(yè)布局最完備的企業(yè)之一,，致力于把時(shí)空技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,，并推動(dòng)北斗的全球化發(fā)展。目前已實(shí)現(xiàn)從芯片板卡,、終端設(shè)備,、解決方案到服務(wù)平臺的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，產(chǎn)品與服務(wù)廣泛應(yīng)用于測量測繪,、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),、公共安全等領(lǐng)域。
河南商報(bào)記者注意到,，2020年4月,，鄭州市工信局組織召開了鄭州市5G及北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃專家評審會，并審議通過了相關(guān)規(guī)劃,。根據(jù)規(guī)劃,，未來鄭州將構(gòu)建5G+北斗全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)體系，努力打造全國具有重要影響的5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展先行區(qū),、創(chuàng)新應(yīng)用示范區(qū)和北斗產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展高地,，為國家中心城市建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)產(chǎn)業(yè)支撐。
“其實(shí)北斗離我們普通老百姓的生活也已經(jīng)很近了,，并且會越來越緊密,。隨著萬物互聯(lián)時(shí)代的到來，衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)將全天候,、全空間地通過智能手機(jī),、無人自動(dòng)駕駛、可穿戴式設(shè)備等走進(jìn)大眾生活,，無時(shí)不在,、無處不在、無所不在,。”中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會會長于賢成說,。
統(tǒng)籌：趙強(qiáng)
編輯：周茜
