北斗时空服务军民融合创新体系之研究

+ 曹冲 环球新时空信息技术研究院

北斗时空服务军民融合创新体系之研究

+ 曹冲 环球新时空信息技术研究院

现阶段和今后相当长一段时间（至少到2030年），北斗导航和军民融合均面临重大的挑战和机遇，而两者的直接对接，这种战略性时代性的结合，不仅大大减轻了各自的挑战，而且大大增强了共同的机遇。北斗导航可以突破其升级跨越的瓶颈找到了军民融合这样的归宿和依托，找到一个最佳时机和一条康庄大道。军民融合破解了最佳切入点和试验田的难题，找到了北斗时空服务这样的抓手和牛鼻子，在整体上为军民融合发展战略铺平道路，真正实现两全其美，相得益彰。

一、北斗军民融合的需求和问题导向

北斗导航与军民融合，均是国家安全、创新、强国发展大战略的组成部分，也是我国和时代的泛在、智能、绿色发展方针的受益者。当前，我国北斗产业发展正面临三重转折带来的挑战：

一是北斗自身面临从区域服务向全球化服务进发的重大发展转折，需要“快速做大做强”，应对全球竞争的压力和解决卫星导航自身的脆弱性难题，避免被边缘化；

二是北斗技术发展面临与其它GNSS系统兼容，以及与其他信息技术相融合的重大发展转折，将直接面对时间与空间、天基与地基、室内外泛在智能融合导航的发展大趋势；

三是北斗作为战略新兴产业正面临我国产业结构和经济增长方式转型等社会重大发展转折，需要发挥北斗时空高端引领和核心主线作用，引领和带动智能信息产业全面发展。同时，北斗产业迫切需要优化升级和跨越发展的大策划大平台，军民融合战略体系架构形成和演变恰恰应允了这种要求。

从问题导向而言，北斗军民融合存在以下四方面的挑战：

一是面对GNSS体系化竞争对抗格局，我国尚缺乏高瞻远瞩的军民融合应对方略，在战略研究谋划和体系化核心竞争力上有所欠缺；

二是面对GNSS产业化竞争加剧，我国还缺少整体顶层的对策举措，在国家级智能信息产业基础设施和融合创新与公共科技服务平台，以及提供关键共性应用与服务系统解决方案能力上存在明显不足；

三是在处理“军事应用与民用服务、政府支持与市场运作、自主可控与国际合作、整体利益与局部利益、国内市场与国际市场、当前急需与长远发展”等一系列关系难题上徘徊不前，而且还未从战略层面上找到全面突破的有效办法，亟待在整体上快速形成良好的产业政策和融合创新发展大环境；

四是北斗产业存在“九龙治水”和“都可以管都可以不管”局面，在中国特色的新兴产业发展中，缺乏责权利分明的主管部门和协调机构，令民用产业发展十分无奈。因为条条块块分割，无法有效的体现国家意志，系统性地推进标准体系和配套政策法规的建立和形成，以及重大项目的策划决策部署和协同管理；大量国家优质资源和科研成果得不到共享，造成极大的浪费，无法形成投入最小化、产出最大化的融合创新合力，难于发挥国家的基础共性关键平台的作用，成为解决国家战略性难题的支撑力；无法不失时机地推进北斗产业的升级跨越，在推进智能信息产业发展的新技术革命中赢得先机。

军民融合战略是国家最高层的思想创新和思维决策方法的转变，是国家长治久安的大政方针，其融合的概念代表着一种时代精神，“创新驱动发展，融合引领跨越、服务分享惠（军）民”。从当前和长远发展而言，目前能进入军民融合法眼的自主可控的国家重大科技支撑系统行列的，只有北斗系统能够数得上，因为它已经进入国际先进行列，它所提供的时空信息能够服务于国计民生的方方面面，它所奠基、创造和追求的泛在实时、精准确保的中国时空服务前景，将更加宏伟、更加远大、更加辉煌，会成为中国梦的重大组成部分，能够真正让中华民族矗立于世界民族之林，成为全球时空服务的先行者、领军者。

北斗是天生的军民两用系统，它理所当然成为军民融合的典型范例和试验田。

鉴于北斗所提供的时间空间信息，具有能够服务全中国全世界全人类的属性，它必然成为中国时空服务体系的发展基础。同时，鉴于北斗及其所代表的全球导航卫星系统（GNSS）容易受到物理遮挡和电磁干扰等影响，需要实现与其它系统和技术的集成融合，特别是与通信、惯导、视觉导航等融合，才能使得定位、导航和授时从室外走进室内，从局部走向全空间全时段，真正做到无所不在的泛在中国时空服务。这种北斗导航向中国时空服务的升级跨越发展，正是军民融合发展的重大使命，也是从今以后数十年要为之奋斗的重大目标任务。

二、北斗时空服务军民融合创新体系的大目标

北斗时空服务军民融合创新体系建立的愿景是：实现中国服务全球领先。其战略目标是实现体系最优化，效益最大化，促进资源整合、数据共享、智能服务、泛在实时，精准确保，以增量调动巨大的存量，为大多数人服务，群策群力，众包众筹，共商共建，共享共赢。

军民融合是国家最顶级的战略，而北斗系统是现阶段和今后相当长一段时间内，行之有效的、具有全球影响力的国家级军民两用系统工程，是保障国家整体安全的自主可控命脉系统，而北斗军民融合工程是北斗产业升级跨越发展的极好良机，以北斗提供的时空信息技术为基础，推进我国新一代信息技术全面大融合大提高，推进智能信息产业全方位多层次的大发展大跨越，为富国强军更上一层楼，为国防现代化、保障打赢信息化时代条件下的智能时空体系化战争奠定扎实基础，为国家信息资源整体整合、有机融合、引领跨越发展，打造无所不在的新时空体系和中国服务的国家品牌，为引领世界时空服务发展潮流奠定扎实基础。

为什么以北斗导航作为切入点，而打造的又是北斗时空，或者确切地说是中国时空服务体系？

当今世界，具有实力的大国，都在搞自己的卫星导航系统，原因有二：一是因为它是国际科技集群创新的制高点和领头羊；二是它与国计民生紧密相关，已逐渐成为生产、生活、生态发展方式。

而北斗系统已经成为四大全球导航卫星系统之一，也已提供区域服务，2020年将提供全球服务。北斗系统是与美欧俄等国际先进国家及组织的卫星导航系统共同踩着全球化鼓点、几乎肩并肩前进的系统，也是近些年来和今后一阶段我国推向全中国、全世界的高科技系统。北斗系统本身就是军民两用系统，而且已经具有强大扎实的全球化基础，最为关键的是北斗导航所提供的时空信息，所代表的是信息社会最有价值的信息之主体，信息总量的70-80%都与它们有关，而最重要的是“时间空间信息的一体化”是智能信息社会的根本要素，这就是说，时空信息就是打开智能化宝库的钥匙，是不可或缺的工具和手段。

由此可见，时空参量的泛在提供，是北斗导航实现向北斗时空，或者说是向中国时空升级跨越的必由之路，是必然的发展大趋势。实际上，信息社会的终极目标是向“人人服务，服务人人”进发，所以北斗军民融合的大目标，就是建设完善中国时空服务创新体系。

军民融合战略的目的是富国强军。当今世界，国与国之间的比拼，已经进入体系化竞争对抗发展阶段，已不再能通过一、两项高新技术，就可以立于不败之地，而要通过创新与融合，构建系统之系统，实现新时空服务体系立国的发展之路。新时空之伟大是其能够囊括信息时代的所有的人事物，统帅智能时代的古今中外，特别是不断创新、不断流行的各种各样的新概念、新思想、新事物，如物联网、云计算、大数据、智能家居、智能城市、智能地球、人工智能、无人系统、增强现实、移动健康、多式联运物流……，均可以毫无例外地纳入时空体系的大框架中。新时空服务创新体系就这么神奇！这么不可思议！又这么悄然而至！

由此可见，北斗军民融合的大目标是，打造北斗导航升级跨越版，构建中国时空服务军民融合创新体系，加快形成多维一体、协同推进、跨越发展的北斗时空领域军民融合发展格局，坚持改革开放、融合创新、协同共享的效益最大化原则，在“统”字上下功夫，在“融”字上做文章，在“新”字上求突破，在“深”字上见实效，推动新一代信息技术集聚创新和智能信息产业的革命性变革发展，成为先行先试载体和体制机制改革的排头兵，成为军民融合的杰出代表和成功典范。

三、北斗导航向北斗时空的升级版（2017-2022）

卫星导航应用容易受到信号遮挡和电磁干扰的影响，所以全球四大系统都面临系统升级和跨越发展的压力，GPS和格洛纳斯在推进现代化的同时，都在探索泛在服务的PNT（定位、导航、授时）技术，而欧洲伽利略系统也在积极跟进。对标美国的PNT，中国北斗也必须实现升级跨越发展，即新时空服务，从而弥补卫星导航的脆弱性和服务能力不足，需要整合集成其它系统与技术，实现天基地基、通信导航，或者其它手段的多样化融合，以期实现室内外无缝的融合定位与授时，推动泛在精准、实时动态、智能确保的各种位置和时间服务。

北斗是天生的军民两用系统，通过军民融合深化发展，可以突破行业壁垒，统筹北斗产业发展资源，为北斗应用向时空服务的升级跨越发展创造良好的环境条件。

因此应紧紧抓住我国军民融合发展的重大机遇，在“统融”上下功夫做文章，实现资源整合、融合发展；在“新深”上找突破，求实效，要打破常规，创新体制机制，在新理论、新思维、新方法指导下，实现体系化布局、新常态运作。

北斗时空服务军民融合创新体系的主要方向与任务可归纳为：

1.北斗时空服务军民融合创新体系的主要发展方向

以北斗导航提供的时空信息为核心主线，发挥其科技高端引领的作用，促进我国新一代信息技术群体和智能信息产业集群发展，并为其后的新时空技术体系和中国服务这样的未来产业奠定基础。

2. 基本原则和发展战略

其基本原则是：军民同心，其利断金；时空高远，远近皆修。

应用物理方法计算热力输送系数。Monin-Obukhov基于相似性理论和量纲分析建立了一个含有大气下垫面粗糙度的方程(Monin and Obukhov,1954):

软硬兼施，科学推进；服务为王，全球领军。

其发展战略是：实现投入最小化，效益最大化，体系最优化，资源共享化。

3. 北斗时空服务创新体系主要内容

北斗军民融合创新体系的主要任务能力建设，其内容包括：总体管理、基础设施、公共平台，与系统集成解决方案（含军民用系统集成解决方案和北斗“一带一路”国际化解决方案）四大板块。

其中：

整体管理板块包含战略智库、总体规划、顶层设计和协调管理，该部分集中体现体制机制创新和理论与思维创新，以及管理运作模式创新；

基础设施是为北斗系统及其应用服务配套的多模增强系统，该系统主要不是重新建设，而是通过以增量调动大批存量的办法，实现资源整合、推陈出新、补充完善，将分散的各种各样增强系统和手段，实现有机整合重组，实现提级增效；

公共平台完整名称应该是多模化创新集成与应用服务平台，或者是资源共享协同创新平台，也是提供公共服务的开放型服务平台，是整个军民融合创新体系最为重要的重大板块，是主体，是军民融合可持续发展的关键依托和基础共性共享平台；

系统解决方案板块是军民融合创新体系的输出，是所有其他板块合力同心的共同营造的结果，是创新体系服务于行业的重要标志，是产业整体竞争力和成果共享的实际体现，系统解决方案在某种程度上只是解决通用共性基础问题，可以解决企业的90%的需要，“行百里者半九十”，这一半已经解决，而另外一半，是企业自己的创新，就需要“八仙过海，各显神通”了。

面向市场，促进融合，做出特色，创新位置服务，打造北斗导航的升级版，充分发挥时空信息的核心凝聚力、基础支撑力和关联带动力，将“大智云物移人”（大数据、智能城市、云计算、物联网、移动健康、人工智能）等概念打通贯穿起来，实现有机融合和系统集成，组装成为感知网、传输网、服务网“三网合一”的整体产业链，体系化地推进中国时空服务为主体的智能信息产业。

北斗导航升级版，就是一定要充分利用原先的基础，在原先工作基础上，通过增量调动挖掘存量，实现投入最小化和效益最大化。战略思维决定未来，顶层设计关乎成败。当务之急是开展认真的战略研究，并且在此基础上进行今后数年的高端顶层设计和宏观协调规划管理，从组织、制度和体制机制上加以落实保障。

为了让北斗时空服务军民融合创新体系，真正落实到位，今后数年间必须推进三件大事：

一是推进以重点基础设施、客货车辆、智能移动终端三大领域的北斗兼容机应用服务的标配化政策。

二是推进三个方面的深度融合：高精度与大众化、导航与通信（或者通导遥）、自助导航与它助导航。

三是推进三个“百亿元”行动，它们是：推进建立一个资金超过百亿元的北斗时空国家级基金，引领多种多样的企业和社会资金共襄新兴产业发展盛举；推进形成一个投资额度超过百亿元的北斗时空龙头企业，引领一大批中小微企业快速健康发展；推进培育一个年产值为百亿元量级的北斗时空产业综合应用与体验服务基地，或者园区。

总之，我们的目标是，打造以北斗导航系统为基础的创新升级版，推进“大智云物移人”（大数据、智能城市、云计算、物联网、移动健康和人工智能）的有机融合，和“军民带路行动”（“军民用深度融合”和“一带一路”行动计划的重大战略部署，推动智能信息产业服务分享惠民的伟大进程，通过不懈拼搏，为伟大祖国的强国复兴梦做贡献。

四、北斗时空向中国新时空服务体系的跨越版（2023-2030）

中国新时空服务体系架构。其架构包括目标愿景、发展战略及四大组成分体系。这四大组成分体系分别是：顶层设计与构建复合体系、统一规划与协调管理体系、技术创新与系统集成体系及应用服务和产业推进体系。

中国新时空体系的总体战略是，体系建设最优化和效益最大化策略，强化总体规划和顶层设计，以体系的标准规范为核心主线，以北斗和GNSS技术为公用基础，通过进一步创新与集成，有效融合多系统和多层次的优势资源，形成新的国家能力、政策和基础设施，尤其是形成可推广系统化解决方案，促进应用服务泛在化、智能化与共享化，满足日益增长的民用、军用的现实与未来的需要，特别是强劲增长的商业需要，提高效率和效能，惠及民生。

中国新时空体系的整体愿景：立足赶超和跨越发展，目标是达到国际领先水平。通过以北斗全球系统为核心和主体的卫星导航作为奠基石，通过国家政策和多来源的资金作为黏合剂和风向标，发挥集腋成裘、聚沙成塔的不可替代的作用，促进总体策划、资源共享、集成整合和合作联合，实现我国逐步成为新时空技术与产业大国和强国的伟大抱负，确保在时空体系的综合实力和核心竞争力方面进入国际前三甲。

具体目标为：2020年在应用与服务技术上进入第一梯队，2030—2040年在系统和体系技术上名列世界前茅，实现全方位多层次的跨越发展。

体系战略的概念体现在以下四个分体系方面：

一是顶层设计与构建复合体系，中国新时空服务体系是系统之系统的复杂组合体，它有助于我们从更加长远的观点、更加高深的层次去梳理思路、考虑发展战略，冷静地面对挑战和机遇，面对巨大落后现实，集中力量，奋起直追，发挥后发优势，打造国家能力和综合实力与竞争力，谋划实现跨越式发展的国家大计和国家目标，造福全国人民，为全世界做出贡献；

二是统一规划与协调管理体系，总体战略规划和顶层设计与协调统一管理，是中国新时空服务体系的重中之重。北斗（新）时空服务军民融合创新体系应该成立管理委员会，并隶属于中央军民融合委员会管辖指导，管委会由军民多个国家部门和机构的部级领导人员组成领导小组，负责新时空服务体系的政策法规、标准规范的审批发布、产业发展和系统建设等重大项目的决策部署和统筹协调管理，管委会下设负责日常事务的管理办公室和从事决策咨询与技术体系建设和运营指导监督管理的专家委员会，以及若干专门领域的协调组和工作组，管理办公室正副主任由领导小组派员或者由其成员担任；

三是技术创新与系统集成体系在定位授时领域内，技术创新与系统集成体系实现三个层次的融合：有源和无源系统、导航和通信系统的体系级融合；天基与地基、有线与无线系统的一体化融合；室内外多种物理手段互补互用互换和导航、遥感、地理信息系统的集大成融合；

四是应用服务和产业推进体系，这一体系就其庞大复杂和关联度与带动性而言，可列为我国七大战略性新兴产业之首，构成新一代信息技术和智能信息产业的核心要素和公用基础，只有政府部门机构、企事业单位、社会各界共同努力，才能达成产业整体良性循环发展。体系的应用需求，来自国防军事、国民经济、商贸民生、科学研究四大领域，形成国民（国计民生）安全、行业专用、大众消费三大市场，支撑产业有现代服务业、高端制造业、先进软件业及其独有的综合数据业，用户范围涉及海陆空天与地下、水下和深空，形成信源提供、生产制造、系统集成、应用服务为主要环节的产业链，以及由技术创新、金融服务、产业推进、条件保障四大部分组成的产业发展生态体系。

总之，通过“中国时空服务”的体系化推进，进而树立、推进并造就“中国服务”这一国家品牌、时代品牌、世界品牌。