2021年6月,北斗系统第五十五颗导航卫星成功发射,标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。但至今为止,还是有不少人存在疑问,北斗究竟怎么用?为什么感受不到它的存在?手机地图怎么也还是用的GPS?
针对前两个问题,中国卫星导航定位协会已给出答案,在《感受不到?其实“北斗”就在你身边》一文中,便介绍了北斗高精度护航高铁速度、管理乱停乱放的共享单车、助力停车场车位级定位精度的应用,同时,在今年八月初,自然资源部已开展智能网联汽车高精度地图的应用试点。
而针对第三个问题,也正是本文将要讨论的关于北斗商用与民用的问题。事实上,北斗已开始在卫星的商用之路上进行探索,尤其对定位需求强烈的物联网领域。
室外定位多点开花,助力地面物联网各行各业
目前,北斗已渗透到人们生活中的方方面面。以手机为例,2021年,国内智能手机出货量中支持北斗的已达3.24亿部,占国内智能手机总出货量的94.5%,北斗已经成为智能手机、可穿戴设备等大众消费产品定位功能标准配置。
过去曾被认为是遏制北斗应用发展的芯片,实际并未造成影响,目前北斗基带已是大部分芯片的标配。同时国产北斗芯片、模块等相关产业正与时俱进。其中支持北斗三号新信号的SoC芯片在物联网和消费电子领域得到了广泛应用;支持双频双模的北斗导航定位芯片也完成了各项关键性能的验证,已经进入量产阶段。
据中国卫星导航定位协会发布的《2022中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,2021年,我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到4690亿元,较2020年增长16.29%。
其中,包括与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、器件、导航数据、终端设备等在内的产业核心产值达1454亿元,同比增长约12.28%,在总体产值中占比为31%;由卫星导航应用和服务所衍生带动形成的关联产值达3236亿元,同比增长约18.20%,在总体产值中占比达69%。
2014-2020年中国北斗产业链各端占比变化(来源:中国卫星导航定位协会)
作为定位系统,北斗在交通和出行领域表现异常出彩,以交通运输行业部分细分领域为例,目前北斗应用比例已接近100%。在几乎被美国GPS侵吞的市场中,北斗凭借本土优势及更加贴合国人生活的服务夺回了一部分市场。
今年年初,百度地图上线了新导航系统,结合北斗与5G技术,可提供最优车道推荐、全/分屏动态导航框架、危险场景护航提示等优势功能。同类产品高德地图也已成为北斗落地民用的典型案例,其车道级导航全面覆盖市面上全国超过120个城市的高速和快速路。在北斗导航系统上,二者均已支持大部分主流的iPhone和安卓手机机型。
全/分屏动态导航框架(图源:百度地图)
在共享出行领域,目前搭载国产北斗高精度定位芯片的共享单车已突破500万辆,覆盖全国450余座城市。业内人士表示,结合北斗高精度定位技术,可实现基础的电子围栏、入栏结算、停车指引、禁停区划设、定点停放等功能,是解决当前共享单车无序停放这一城市治理难题最合适的技术手段。
除了交通与出行领域,在自然资源领域,北斗系统为测绘地理信息、地质矿产、生态保护等应用提供了不小帮助;在通信行业,中国移动在全国范围内建设了超过4000座北斗地基增强基准站;在电力行业,相关产业已部署超过2000座北斗地基增强基准站,为无人机巡检等业务应用的智能设备提供高精度的定位服务。
另外,北斗正在向全球市场扩张。据中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍,北斗全球范围定位精度实测优于4.4米,亚太地区性能更优。据了解,北斗产品已在全球一半以上国家和地区应用。
相关数据显示,截至2022年3月,北斗高精度时空服务的每月调用次数已突破1000亿次。其中,北斗加速辅助定位服务请求超过600亿次,实时厘米级和实时亚米级北斗高精度定位服务请求超过480亿次。目前,北斗高精度时空服务覆盖全球百余个国家和地区,累计服务超11亿人口。
卫星包围地球(图源:Pixabay)
除了以上提及的各大物联网相关领域,北斗近年来还在工业互联网、车联网等新兴应用场景中布局,并在自动物流、自动驾驶、自动泊车等应用中进行创新。
由此可见,无论在B端或C端,北斗的物联网应用已在室外定位上带来了多样化的革新和落地。但对于B、C端用户而言,离生活和商用更近的是室内定位服务。
与地面定位技术互补,实现海陆空三端互联
近年来,在室内定位成为热门需求的背景下,5G+北斗的话题也是备受关注。但在室内定位这块大蛋糕里,北斗还面临着不小挑战。
从市场的层面看,由于室内环境复杂、终端设备繁多,且设备并不处于静止状态,于是对定位系统而言难度极高,同时人们对于定位精度的要求也远高于室外。加之物联网场景碎片化的特点,室内定位功能及地图更新的成本并不小。
而从技术层面看,业内人士称,尽管在复杂环境下,北斗系统的高精度定位技术已经将定位成功率从70%提升至95%,然而在卫星信号漂移以及地图POI数据更新不及时等BUG出现时,室内定位还是缺乏准确度。这也导致北斗的室内定位远远没有形成规模化的市场。
另一方面,市面上并不缺优秀的导航定位技术,蓝牙、Wi-Fi、UWB、vSLAM以及RFID和毫米波基站等等都能解决复杂的室内定位难题。相比下来,北斗并不占很大优势。
于是对于北斗而言,与其同地面定位技术竞争,不如同其进行互补,填补不同定位服务衔接处的空缺也是一种方案。一般互补的场景有两种,第一种是以自身覆盖面广的优势,补充地面物联网技术无法覆盖的区域和场景;第二种是跨境或跨越多个物联网运营商、服务提供商的场景。以上两种应用场景也被业内人士称为天地物联。
天地物联(图源:物联网智库)
在此类跨地域和跨场景的应用里,天地物联的概念在B端和C端其实存在刚需。其中就包括全球资产跟踪。因为资产在流动的过程中充满了难以预测的危机。比如2020年3月被卡在苏伊士运河的长赐号运船,从搁浅到被扣押,事故期间每日给全球经济造成高达4亿美元的损失。
重要的问题在于,很多货主并不知晓自己的货物在船上,如果当时能为货物提供物联网定位支持,货主或保险公司便能及时采取行动来减少的损失。由此可见,天地物联虽不能为企业和消费者可见的收益,但能提供降损方案。而涉海事务一直是我国较为重视的领域。
结语
要论精度,北斗已能勉强和GPS打成平手。但在商用方面,虽然“天地一体”物联网服务的前景被广泛看好,但尚未形成真正成熟的商业模式。目前已有不少芯片厂商开发出了支持卫星功能的NB-IoT等芯片,为更多设备实现“天地一体”的物联模式。
随着北斗上天的卫星越来越多,定位也将更加精准。当地面物联网中室内定位技术逐渐普及,室内定位场景的需求量增加后,未来将能够实现室内外无缝衔接的精准定位,为人们提供更加便利和安全的生活服务。