2018年12月27日，国务院新闻办公室召开新闻发布会，宣布北斗三号基本系统开始提供全球服务，消息振奋人心。
北斗是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。自上世纪九十年代启动研制，按“三步走”战略，实施北斗一号、北斗二号、北斗三号系统建设，先有源后无源，先区域后全球，走出了一条中国特色的卫星导航系统建设道路。
而今，在北斗三号基本系统宣布正式向全球提供服务的基础上，中国北斗正向着2020年全面完成全球组网建设，2035年建成以北斗系统为核心的，更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时（PNT）体系的目标全速推进。
此前的2018年12月1日，中国北斗卫星导航企业联盟组织的“北斗+智能”制造会议在南京召开，《中国测绘》记者就北斗后续发展和应用的相关问题，专访了北斗导航系统专家委员会专家、中国工程院院士刘经南。刘经南院士一直致力于推动北斗的应用，使其专业领域应用更精、民用推广领域更广。
刘经南院士接受《 中国测绘 》 采访
//北斗的优势//
现在出门在外全程几乎都靠卫星导航，很多人只知道GPS，殊不知北斗已经潜移默化地应用到方方面面。比如测绘之类的专业领域，从2012年北斗二号组网服务于亚太地区开始，就已经广泛地使用北斗芯片的测量装备。而民用领域，大众对北斗仍然知之不多，存有颇多疑问，为什么我们从来没见到手机北斗App或者北斗导航系统应用呢？到底要怎样才能使用北斗导航系统呢？我们虽然没有下载北斗导航或者北斗地图，但它实际上已经默默为我们免费服务很久了。
我们使用的手机，大多数品牌手机芯片上一般都支持北斗卫星，不单中国，目前许多亚太国家也都在使用。只是我们国家制定的手机北斗信号标准还在等待国际移动通信标准化组织3GPP的批准。现有手机上的北斗信号，其格式还未经我国和3GPP移动通信标准化组织认可和授权，因此在我国，为保护大众利益和北斗知识产权的权益，禁止在国内的手机上公开显示和应用目前非授权的北斗信号。其实，当我们打开手机的导航地图时，其位置是GPS和北斗等多系统共同综合的结果。北斗作为实打实的“中国制造”，已在我国和一带一路沿线国家开始了广泛应用。特别是北斗三号，已拥有很多优势功能。
记者：相对于国际几大导航定位系统，北斗系统有哪些优势？
刘经南：2018年底北斗系统开始提供全球服务，到2020年甚至于2019年底都有可能全面完成北斗三号全球组网建设。根据各国专家的评价，北斗的精度跟GPS级别是相当的，可以放心使用。
中国的北斗系统是从2000年以后开始建设的，从一代到二代到现在的三代，服务“一带一路”沿线国家的叫北斗三号系统，服务亚太地区的叫北斗二号系统，三号系统和二号系统是互相兼容的，以保持平稳过渡。北斗三号系统是全球系统，北斗二号是区域系统。北斗三号既提供和GPS一样精度的全球标准服务，又为亚太地区提供高精度的天基增强服务，精度为亚米级甚至更高，这就是我们的第一个优势。
第二个优势。北斗有报文通信功能，北斗一代就有60个汉字的短报文通信功能，所以北斗一代在汶川救灾、渔船到亚太地区近海作业中发挥了很大作用。比如2012年4月的黄岩岛事件，12艘渔船在黄岩岛泻湖中避台风时，被菲律宾军舰发现并锁住泻湖口，还试图绑架渔民。渔民用北斗第一代短报文进行卫星通信，报告位置和情况求救，很快就有两艘大吨位中国海监船到位，逼退菲律宾军舰。后来我国布置海警力量连续巡护黄岩岛，真正实现对我国领土的彻底控制。北斗一代有将近十几万的军民用户，第二代短报文可达120个汉字，拥有50万军民用户。现在为“一带一路”沿线国家提供服务的时候，北斗三号有1000汉字的长报文服务，可以十分清楚地将事情报告出来。当前北斗三号的用户容量是一千万，覆盖中国周边及亚太地区。此外也将会对全球进行覆盖，但是面向全球仍是提供50个汉字的短报文服务。
第三个优势是搜救功能，我们吸取了马航370事件的教训。在导航系统里面增加了国际通用标准的搜救功能，并增加了短报文回文通信：即在收到求救报告位置和情况后，随即回复求救者已收到求救信号并告知组织求救者状态如何，使求救者安心等待或坚持自救措施，避免多次反复求救耗尽能源或长期占用信道。这就是中国北斗三号系统将来对世界新的贡献。
另外从性能上来说，北斗三号卫星使用了更高性能的铷原子钟和氢原子钟，时间精度和稳定度更强；通过星间链路等新技术，空间信号精度优于0.5米，可以在没有地面站支持的情况下自主运行几个月，也增加了性能更优的互操作信号B1C，同时将B2I升级为性能更优的B2a。
记者：对“一带一路”沿线国家和地区以及国内的使用者来说，北斗提供的基本导航与通信服务功能体验一样吗？
刘经南：当前的北斗三号基本系统有十九颗卫星，导航功能是完全满足覆盖亚太地区和“一带一路”沿线国家的服务需求。报文通信功能的服务，中外用户都需要授权，授权后的短信服务体验本身是没问题的，甚至可以传送非实时语音与图象，这方面已有多个专利。但如何开放，目前还有些政策等方面的客观因素待解决。因为通信功能会涉及一些互联互通的问题和保密问题，国际授权资格怎么释放政策等还没有出台，国内用户的通信功能也是需要先申请再授权，不是完全开放的。现在“一带一路”的发展提出了要向国外有需要的用户进行授权，但是到底怎么样的用户可以授权，政策还没有完全出台。
记者：目前北斗系统的民用服务已经开始普及了，具体是什么情况？
刘经南：北斗系统在中国已有广泛的应用了，特别是在交通行业、海上渔业、军事、应急救援、城市规划和工程建设等领域。目前大众服务上面的体现还不是很足，比如手机基本还是使用GPS。但是现在实际上大众应用的手机也有用到北斗，因为北斗的服务标准还没有正式进入国际标准，国产的大多数手机都有北斗芯片，能连接上北斗系统，国际上的企业比如高通也有北斗芯片，但是不被允许在国内使用。因为通过国际标准进入手机服务全球大众是作为开放北斗系统的国际实力，政府有关部门非常重视，目前北斗服务的国际标准正在申请过程中。
//北斗的普及应用//
记者：您刚刚提到有些手机里现在已经有北斗芯片，这块的市场状况如何？
刘经南：北斗在工业上、政府级别的应用管理很早就开始了，应用也很广。根据目前我们市面上几个北斗芯片工厂的销售数据，我估计国产的北斗芯片加起来年产至少七千万片，这个普及速度还是非常快的。
据2018年12月27日的国新办新闻发布会的介绍，北斗已得到广泛应用，正走出国门惠及世界；产业规模不断壮大、应用领域不断拓展，服务从国内延伸至俄罗斯、缅甸、老挝、柬埔寨、泰国、印度尼西亚、巴基斯坦、科威特、阿尔及利亚、乌干达等国家，收获良好口碑。北斗已加入民航、海事、移动通信等国际组织，国际民航组织批准北斗星基增强服务商标识号和标准时间标识号，国际搜救卫星组织将北斗纳入全球卫星搜救系统计划。
记者：北斗服务进入国际标准需要满足什么条件？
刘经南：前面提到，国际有一个移动通信的组织叫做3GPP，这个组织已经接纳中国北斗的两个标准的申请：第一个是普通的定位标准，6~10米左右精度定位，也是当前GPS的精度——手机上国际统一使用。另外一个是北斗高精度的标准，北斗在亚太地区公开的服务精度是5米，现在的导航软件都是这个定位精度。但是要具体管到哪个车道，将来如果要实现智能驾驶、自动驾驶，这个精度是不够的。管到车道要优于一米，管到自动驾驶或者无人驾驶精度就要达到厘米级。北斗的高精度标准，手机上高精度标准将来要达到一米，甚至更高。这个高精度标准由我们团队在负责，这个标准提交要所有3GPP的各个层面聚首，通过后才能最后成为国际标准，估计得1到2年的时间。
记者：普通精度标准和高精度标准，北斗申请这样两个国际标准的必要性在哪里？
刘经南：原本国际上没有高精度标准，是我们首先提出来，既然提出来了，后续包括GPS都会做到，为下一代的应用服务。
现在老百姓会觉得，导航有GPS就够用了，好像有无北斗与我们关系不大，但是定位导航涉及到个人安全性和隐私性的保护，我们国家也必须有自己的系统来保护自己的公民。人会在世界各国流动，因而手机也是可以到世界各国去的，人们不可能去一个国家就换一个手机，所以北斗一定要“进入”手机变成移动服务的标准配置。当公民在国内外旅行或工作时，国家能用国际认可的标准维护你的正当权益，因此手机的北斗服务就一定要进入世界标准。我们现在正在申请的过程中，相信过一两年后它会成为世界标准，大家就可以通过北斗服务直接联系上彼此。当然，现在我们很多手机比如用高通芯片的也用上了北斗，在北斗没有成为手机国际精度标准前，为保护大众利益，在国内是不被允许使用的。
//“实时无缝”高精度定位//
随着北斗三号全球组网，通过卫星实现定位增强、网络通信的项目大受关注。对此，刘经南院士表示，星基与地基增强技术的一体化、通信与导航功能的一体化将是“智能时代”卫星导航系统建设方向。
记者：打造“实时无缝”的高精度定位，需要具备什么条件？
刘经南：作为现有系统的重要补充，建设具备卫星导航系统+定位增强能力的低轨卫星系统，是下一阶段发展重点。如果提前布局，中国有望率先打造“高、中、低轨卫星与地基增强系统相结合”的“时域和空域连续无缝”的立体化时空基准服务系统，在改变卫星导航产业发展格局同时，也刺激各类物联网产业爆发。高、中、低轨卫星与地基增强系统相结合才能构建实时无缝的理想的卫星高精定位导航系统。
记者：在国际卫星导航服务组织的2018年年会上，您说通信与导航功能的一体化将是“智能时代”卫星导航系统建设方向，为何这样说？
刘经南：首先，通导一体化是整个行业的发展趋势，是智能时代基础设施升级的必然要求。这样可以让低轨卫星和其他通信卫星、遥感卫星的信息相结合，从而实现相互赋能，达到基础设施能力的升级。
其实，我和其他专家早几年就提出来了“PNTRC”概念，也就是定位、导航、授时、遥感、通信五位一体进行组网，打造出一个空间信息网络。
很多人只注意到马斯克星链计划的优势巨大的移动“通信”功能，我认为，未来这数千颗卫星肯定有导航功能和高精度、高可用、高可靠的巨大优势，既可以进行通信，也可用作厘米级定位增强、导航服务。这一方面可大大提升资源利用效率，充分发挥卫星能力，另一方面也可拓展更广阔的商业空间。当然，我们也用不着跟着马斯克方案跑，还有更经济，更高效的方案。要做出有中国特色的新性能的低轨星群和高、中、低轨结合的星座体系。
总之，未来低轨卫星大规模组网发展，必然将会把卫星产业推动至新的阶段。
记者：星基和地基结合的高精准定位基础设施目前进展如何？
刘经南：地基增强系统正在做，国家、行业和专业的地基增强网络很多，现在已经开始提供服务，可在我国大部分地区实现亚米级甚至厘米级精度实时定位。星基增强系统应在此基础上建设，“高、中、低轨卫星与地基增强系统相结合”才能构建“实时无缝”的理想的卫星高精定位导航系统。一方面，星基增强技术大范围使用需全球性地面基准站提供修正信号等支持；另一方面，目前厘米级定位精度星基增强技术还不成熟，结合使用地基增强系统的差分数据和播发能力，才可实现更大范围、更低成本、更高精度的定位服务。
北斗三号有天基增强，能够达到1米甚至几个分米左右的实时精度，准实时还可以更高。误差修正信号直接由北斗中的地球轨道静止卫星发出来。为什么今天叫做“1+18”19颗卫星，因为其中有一颗卫星专门发导航增强信号，另外也有通信信号，如北斗的报文、北斗的搜救信号。
记者：您在很多场合都谈到过北斗的跨界融合，您能介绍一下“北斗+PNT”体系吗？
刘经南：下一代我们叫做“综合PNT服务体系”，北斗和GPS所有的这些东西都有脆弱性，因为它信号强度非常脆弱，容易受到干扰。其次它容易受到阻挡，在室内就收不到。第三容易受欺骗，要防止欺骗，也就是对民用的欺骗，军用欺骗是可以防止的。所以，只靠北斗、GPS的定位是不够的，要搞一个定位导航授时的综合服务体系，解决所谓卫星导航的脆弱性问题。
北斗作为PNT时空体系的核心技术之一，为克服其固有的脆弱性和智能时代定位数据在云端和频繁流转可能遇到的安全风险，需要与其他PNT技术互补共荣，保证在泛在的任何一个时空范围内，实现全区域、全时域的可用、可信和可靠使用。
记者：未来移动通信网络与地基增强系统融为一体，可以实现室内外定位一体化？
刘经南：对，这是一个努力的方向，以后有“5G+北斗”，就要实现这个功能，需要进一步的研究突破很多关键技术和难题。
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