北斗系统在“一带一路”交通运输业中推广的现状研究

罗燕

摘要：北斗卫星导航系统已经完成全面组网，能够为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时服务。随着我国和“一带一路”沿线国家合作的不断深入，将北斗系统推广到“一带一路”交通运输行业中，可不断提高“一带一路”交通运输业的服务质量，实行中国与“一带一路” 沿线国家的互联互通。文章根据北斗系统在“一带一路”交通运输行业中推广的现状，分析了其在应用推广中的优势和难点，并提出相应的对策，为北斗导航系统在“一带一路”交通运输行业中的推广应用提供参考依据。

关键词：北斗系统;一带一路;交通运输

文献标识码：U491.2-A-44-154-5

0 引言

2020年，我国自主研发的北斗卫星导航系统最后一颗卫星发射成功，顺利实现全球组网，其将导航与通信实现有机融合和创新，与美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的GALILEO系统共同成为提供全球服务的四大卫星导航系统，形成了世界卫星导航的新格局。北斗系统共有46颗在轨卫星，包括28颗北斗三号卫星和18颗北斗二号卫星，整个系统运行良好，信号质量优异。尤其是北斗三号卫星，其空间信号精度均值约为0.41 m，精度提升约30%。与其他导航系统相比，北斗系统的精度、定位、测速和授时能力更为优秀。在2016年，国家交通运输部就颁发了《关于在行业推广应用北斗系统的指导意见》，倡导将北斗系统在全球进行推广。自2015年发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》以来，我国就提出与“一带一路”沿线国家实行设施联通、贸易畅通等领域的合作计划。目前，我国已经同138个国家和31个国际组织签署了201份共建“一带一路”合作文件，奠定了北斗系统在“一带一路”落地生根的坚实基础。

1 北斗系统在“一带一路”交通运输业中的推广优势

1.1 经济合作广泛深入

根据美国GPS在全球推广的经验，一种成熟的导航系统能够占据国外市场，除了导航系统本身的优势，还须有规模宏大的国际经济合作作为后盾。以双边贸易带动基础设施共建，促进导航系统在基础设施相关领域的推广应用，是美国GPS在全球得以广泛应用的法宝。自“一带一路”倡议开启以来，我国与“一带一路”沿线国家的贸易规模与日俱增，近五年，我国与“一带一路”国家双边贸易额超过44万亿元，年均增长达6.1%。2019年，世界经济形势整体低迷，但我国与“一带一路”国家双边贸易不降反增，总额接近2万亿美元，占我国外贸总额的42%。目前，我国已经成为“一带一路”25个国家最大的贸易伙伴。在基础设施建设方面，我国与“一带一路”国家的项目合作也呈现多点开花的局面。2013—2019年，中国民间对“一带一路”基础设施直接投资累计超过1 000亿美元，年均增长高达4.5%，其中，铁路、港口、高速公路、机场成为中资企业争相投资的热点。以铁路为例，中国参与建设的跨境铁路项目有7个，遍及“一带一路”沿线15个国家，中国14个城市与“一带一路”国家实现铁路货运互通。鉴于此，北斗系统伴随中国企业“走出去”的发展现状，为“一带一路”交通运输业提质增效恰逢其时。

1.2 功能配置更胜一筹

北斗系统涵盖了基本导航、短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位等功能。交通运输业是北斗系统应用的核心领域，在陆路运输方面，北斗系统可提供安全跟踪、智能定位、自主导航、运营监控等服务;在航空运输方面，北斗系统可实时提供航线规划、航路导航、机场地勤监控等服务;在海洋运输方面，北斗系统的船舶停泊、海上搜救、航海导航等功能也颇为强大。与世界其他导航系统相比，北斗系统不但可以精确定位，还具有其他导航系统不具备的双向传输信息、精密授时等功能，其短报通信字节多，授时精度准确。此外，北斗系统的地球同步卫星正对赤道，在低纬度地区，北斗系统与地面目标信息相互传递时间短、效率高，其精准定位的优势更加突出，而低纬度覆盖地区正好是绝大多数东南亚、南亚、非洲等“一带一路”沿线国家。

1.3 产品运营质优价廉

与其他导航系统相比，北斗系统运营质量独树一帜。其低纬度地区的定位精度达到5 m，测速精度达到0.2 m/s，授时精度达到20 ns，短报通信字数多达120个，系统服务可用性优于95%。据美国卫星信号接收公司Trimble导航公司的数据显示，世界上195个主要国家当中，北斗卫星在165个国家的信号、观测频率比GPS更高。从成本方面考量，北斗系统远景使用成本要低于其他导航系统。美国GPS刚投放市场时，最低端的接收机价格为2万美元，高端接收机则高达20万美元，随着用户数量的增加和周边产品的开发，GPS的价格已经下降到500至1 000美元。目前，北斗系统低端接收机价格在3 000美元左右，价格略高于GPS，但后期随着一系列高附加值产品的开发，北斗系统的成本将大幅度降低，并且北斗系统的推廣应用无任何附加政治条件。“一带一路”沿线65个国家，有35个国家人均GDP仅3 000美元，国力受限，自建卫星系统无异于空中楼阁。一个质量优良、成本低廉、不带政治附加条件的导航系统将是“一带一路”国家的不二之选。

2 北斗系统在“一带一路”交通运输业中的推广现状

2.1 政府搭桥，北斗系统国际化推广协议相继签订

不同于普通商品，北斗系统属于服务型产品，涉及到信息、网络等相关敏感领域，在世界各国视信息安全为国家切身利益的非常时期，政府间的合作将取得事半功倍的成效。为推进北斗系统的国际化进程，我国政府出面签订了一系列国际合作协议：

（1）北斗系统与其他导航系统的合作、兼容协议。我国与美国政府举行了多次会谈，签订了关于北斗和GPS之间的合作兼容协议和声明。我国与俄罗斯在两国总理定期会晤框架下，专门成立了“中俄北斗和格洛纳斯系统重大项目合作委员会”，成功将“中俄北斗和格洛纳斯系统联合声明和应用合作协议”收入囊中。中国和欧盟关于北斗与伽利略合作的多边磋商也卓有成效，目前，两种导航系统相应的频率协调已经顺利完成，随着近期中欧投资协定谈判的尘埃落定，中欧之间两个导航系统合作机制现存的问题将迎刃而解。

（2）国际组织对北斗系统标准的认可协议。我国与全球卫星导航系统国际委员会、国际电信联盟已经签订了北斗系统标准认定协议，目前，北斗系统已经成为国际海事组织、全球移动通信组织、国际民航组织认可的全球第三个卫星导航系统。

2.2 技术先行，北斗系统国际化推广基础逐渐夯实

北斗系统在交通运输业作用于应急救援、运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等方面。中国与“一带一路”沿线47个国家签署了38个双边和区域海运协定，与126个国家和地区签署了双边政府间航空运输协定，新增国际航线1 239条，占新开通国际航线总量的69.1%，与15个沿线国家签署了18个双多边国际运输便利化协定，为北斗系统的推广奠定了坚实的基础。在“一带一路”沿线的东盟国家当中，中国已经与泰国、老挝、缅甸等国家签订了北斗系统合作协议，已在泰国境内建立220个地基增强站，使北斗在泰国的定位精度得到大幅度提升。截止到2020年，已协助东盟十国建立1 000多个北斗地基增强站，其水平定位精度优于2.5 m，垂直定位精度优于5 m。

2.3 市场推进，北斗系统国际化推广成效频传捷报

中国北斗系统已输出到全球120多个国家和地区，与“一带一路”沿线沙特阿拉伯、突尼斯、伊拉克、阿尔及利亚等多个阿拉伯国家开展北斗应用合作，基于北斗的土地确权、智慧港口等也已在南亚、东欧、西亚、非洲得到成功应用，并相继被国际民航组织、国际海事组织、国际搜救卫星组织、国际移动卫星组织等认可。北斗系统在东盟多国的示范应用成效显著，如缅甸农林和土地规划、大湄公河流域船舶监控管理、柬埔寨出租车调度监控、老挝精细农业和病虫害监测管理、泰国农业和智慧城市建设、文莱智慧旅游、印尼海上集成应用、马来西亚应急减灾、交通旅游、海洋渔业、船舶管理等领域，北斗系统的服务性能都得到了广泛好评。2020年，中国北斗系统与苏丹达成合作，为其在交通要道的建设、运营、调度、维护、应急全流程提供智能化服务，有效提升监控管理效率和道路运输安全水平，使道路运输重特大事故发生率下降50%。巴基斯坦国家位置服务网是北斗首个海外组网项目，中国在巴基斯坦卡拉奇市建立了5个基准站和一个处理中心，组成区域北斗定位增强网络，覆盖整个卡拉奇地区，为巴基斯坦提供实时可靠的北斗系统高精度定位服务。

3 北斗系统在“一带一路”交通运输行业中的推广难点

3.1 不具有先发优势，缺乏市场影响力

全球领先的GPS系统是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范。其发展30多年，常年保持32颗卫星在轨工作，在全球范围实现了商业规模化，市场占有率高达98%，涉及面广，高效且成本低廉，尤其在民用市场优势明显，处在绝对领先位置。而我国的北斗系统比GPS系统发展延迟20年，市场认可度、影响力都远远不及GPS系统。目前“一带一路”沿线国家在交通运输领域对GPS系统的依赖性更强一些，主要用于运输车辆定位以及运输路线选择等方面，而我国的北斗系统虽在近两年成长快，技术逐渐成熟，但对比GPS在交通运输业的应用范围以及频率还是偏弱。

3.2 覆盖辐射范围有限，缺乏市场实践

在交通运输业中，通过北斗系统可以获取运输车辆或者船舶的具体位置，并将位置的相关信息发送给地面监控中心，实现对位置和运输轨迹的监控。目前中国境内有超过700万辆道路营运车辆已经安装使用北斗系统，占总运营车辆的96%，但其在“一带一路”沿线国家交通运输领域的应用实践还是非常少，主要集中在东盟、非洲国家，服务辐射范围存在地域局限性。对比应用效果，在亚太地区使用的服务效果略好一些，而在其他区域信号能力就偏弱。尽管目前北斗系统不断获得国际认可，国际合作增强，然而在所服务国家的覆盖区域还比较窄，导致其全球的服务能力不足。究其原因，在于北斗系统在中高纬度地区，北斗卫星数较少、卫星分布较差，影响定位精度。

3.3 系统基础设施不完备，缺乏服务深度

我国交通运输部一直积极推动北斗系统在整个交通运输行业的应用。同时，为了实现“走出去”，服务“一带一路”沿线国家交通运输体系，与国际接轨，北斗系统加强与各国合作，在交通运输行业有效地开展基础设施相关系统建设，但主要集中在泰国、缅甸等东盟国家。就其应用现状来看，基础设施的服务能力还不够，尚不能满足交通运输行业对系统可靠性以及高精度方面的实际需求。不仅如此，北斗系统在深空、室内和水下都存在服务盲区，无法进行准确导航和位置定位。所以，如果要充分将北斗系统普遍推广应用于“一带一路”沿线国家，加强与交通运输行业的融合，就必须不断完善其系统，提高服务深度。

3.4 标准化建立缓慢，系统容量不足

技术推广离不开标准化体系的建立，包括国家标准、行业标准以及国际服务对接标准。为了扩大市场需求，满足各区域服务标准，北斗导航系统在发展的20年间逐步构建了系列相关标准体系，但多数标准的建立都是为了适应本国相关行业发展，具有本土化特点，要迈出去，适应“一带一路”国家的需求，会存在水土不服现象。特别是交通运输行业，因为每个国家的国情不一样，地理位置环境不一样，交通运输网络错综复杂，对北斗系统服务的提供标准和质量要求就会产生差异。因此，目前比較欠缺适应国际需求的标准。此外，北斗系统是询问-应答的主动双向测距系统，体积大且能耗高，需要直径20 cm的天线，用户的设备端与同步卫星之间不仅要接收地面控制中心的信号，还需要用户设备向卫星传递应答信号，从而导致整个系统容量不足。

4 北斗系统在“一带一路”交通运输行业中的推广对策

4.1 多技术兼容协同发展，实现市场增长

随着全球智能制造、智慧城市等领域的发展，以及5G时代的到来，“一带一路”对通信基础设施的需求呈爆发式增长。当前，“一带一路”沿线国家和地区的基础设施建设正在大力开展，随着西部陆海新通道、中巴经济走廊、孟中印缅经济走廊等的建设，公路交通、码头、通信设施的建设需求已经打开，为北斗在“一带一路”的落地创造了有利条件。在“一带一路”沿线国家，美国GPS系统在交通运输行业仍然占据98%的市场份额，我国的北斗系统起步晚，市场占有率低，可以利用消费者乃至行业用户对GPS系统在位置服务的依赖，打破技术壁垒，实现兼容协同，多系统共享共存，突出自身优势，以更低廉、更优质的性能提供服务，快速开拓市场。如2015年，中国北方工业集团与俄罗斯格洛纳斯非商业集团在叶卡捷琳堡签署的《中国北斗系统和俄罗斯格洛纳斯系统跨境运输车辆联合应用示范项目合作框架协议》，就是北斗系统与格洛纳斯系统共同服务“一带一路”战略的重要成果。

4.2 多行业相互融通，实现区域覆盖

近年来，我国的高铁事业蓬勃发展，令世界震惊。随着“一带一路”战略的推动，中国高铁已经成功走向世界（见表1），北斗系统可以借此机会，服务沿线国家交通运输体系，努力打造出我们国家又一张走出去的“新名片”。同时，还可以拓展其他途径实现区域覆盖：（1）与智能手机行业互相融通，中国华为手机销售量已跃居全球第三，北斗芯片可以与其合作，提供海外路线导航服务;（2）与汽车产业融通，目前中国货车出口数量远大于进口数量，北斗系统在运输车载导航领域就可以与之合作，在运输车辆内置北斗系统。

4.3 提升系统技术，扩大服务深度

预计2025年全球卫星导航定位设备需求量将超过92亿部，年产值将会超过2 680亿欧元，增长速度最快的将会是“一带一路”覆盖的亚太市场，其年增速可以达到40%以上，远超欧美的10%～20%。目前我国北斗系统成熟服务区域正好是亚太市场，快速占据该市场将会是促进北斗系统长期健康发展的核心挑战。基于此，北斗卫星导航系统应加强建设，规避自身劣势，利用低轨增强、天基增强和地基增强技术来强化北斗系统，融合室内、水下、天文等多种导航定位手段，并通过量子导航和惯性导航强化卫星导航服务中断时的应急服务能力，在各种交通运输方式中提升系统服务深度，甚至可以做到每一辆车都可以有相对应的导航终端以及编码。“一带一路”倡议的提出，沿线国家交通运输行业将会对“位置服务”有更精准的要求，如交通运输监管，中欧、中亚国际班列的监测调度，车船的运输路线规划，应急救援等。

4.4 规范标准体系，扩充系统容量

为适应“一带一路”沿线国家交通运输行业发展规划，我国北斗系统应加快标准化制定进程，与其他国家实现良好衔接，建立有效的传递端口，夯实合作机制，从而推动北斗系统在交通运输业的覆盖。尽管目前我国交通运输部已经修订了北斗系統车载终端、船载终端等相关标准，民航局也发布了首个北斗机载的标准规范，对北斗系统在“一带一路”沿线国家交通运输行业的推广起了助力作用，但仍需不断完善，加大其在国际道路运输的应用。同时，应提升北斗系统在交通运输行业的高精度位置导航能力，建设行业北斗系统地理信息地图，完善数据中心处理能力，扩充系统容量。

5 结语

北斗系统是目前唯一可以进行短报文通信的全球卫星导航系统，作为联合国认可的四大全球卫星导航系统核心供应商之一，多年来积极推动国际合作，秉持“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”理念，履行大国责任，助力各大卫星导航系统间兼容共用、推进地区间卫星导航领域交流合作。在“一带一路”战略和北斗系统完成全球组网背景下，将北斗系统充分运用到“一带一路”交通运输行业中，将会起到有效缩短跨境货物运输距离、降低运行成本的作用。本文根据北斗系统在“一带一路”交通运输行业中的推广现状，分析了其在应用推广中的优势和难点，并提出相应的对策，力争实现北斗系统建设与“一带一路”交通运输行业发展同频共振。

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收稿日期：2021-03-08

作者简介：罗 燕（1983—），讲师，经济师，研究方向：物流管理及区域经济。