当“地上的5G”遇上“天上的北斗” 这个万亿市场按下启动键******
工业和信息化部的最新数据显示,截至2022年9月末,我国5G基站总数已达222万个,占全国移动基站总数的20.7%,占全球5G基站总数的60%以上。
最新发布的《新时代的中国北斗》白皮书指出,中国的北斗系统已成为面向全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航与授时服务的重要新型基础设施,北斗已经是世界一流的卫星导航系统。
虽然最大的5G和一流的北斗,已经足够激动人心。但如果当“地上的5G”与“天上的北斗”握起手来,又将会展开一幅怎样的未来画卷呢?
“一个令产业兴奋、令百姓憧憬的万亿市场已经按下启动键。”国际欧亚科学院院士、北京邮电大学教授邓中亮在接受《中国经济周刊》采访时如是总结:天地一体、时空一体、通导一体的网络基础设施将会给人类带来巨大的经济和社会价值,中国应该也有能力走在全球前列。
5G+北斗是“天生一对”,让两大“大国重器”强强联手
我国先后建成全球最大的4G网络和5G网络,和4G相比,5G应用场景会有很大差别,但也面临着新的挑战。
例如在重点应用方向之一的工业互联网领域,要建成智慧矿山、智慧矿井,要实现公路网、铁路网的全覆盖,都需要保证室内、高山、深谷等遮蔽和半遮蔽空间的信号覆盖,且信号不易被干扰。而在智慧交通、无人驾驶等场景,会要求通信网络在满足通信需求的同时,不仅拥有高精度时空感知能力,能通信,也要能定位。
从建设北斗到应用北斗,从中国的北斗到世界的北斗,从天上的北斗到身边的北斗……能够实现室内的精准定位是中国北斗在技术上超越GPS等其他卫星导航系统的重要优势之一,这个在“最后一米”上的技术突破意义重大,也将会带来应用场景和产业发展上诸多新的可能性。
在邓中亮看来,可以将“5G+北斗”作为抓手,推动通信与导航的深度融合,实现能通信就能高精度定位。二者的融合可以满足全覆盖、高精度需求,相互赋能,彼此增强。
“5G是地上的网,北斗是天上的网,5G解决数据高速传输和卫星遮蔽区域高精度定位问题,北斗解决高精度授时和开阔空间高精度定位问题,5G+北斗的融合不仅可以相互赋能,还能够带来海量的高精度、高时效的地理大数据。”邓中亮说。
中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其也曾用“天生一对”来形容5G和北斗。“5G对时间和位置提出更高要求,而卫星导航系统能够提供更高精度的位置和时间信息,因此,5G和北斗卫星导航系统具有天然融合性。”他说。
实际上,早在2006年,科技部就启动了“羲和”计划,旨在构建天地一体的时空定位系统。作为“羲和”计划室内导航系统的主要负责人和学术带头人,邓中亮和团队通过多年攻关,目前已经形成几百项自主知识产权和一系列关键技术。
据邓中亮介绍,“羲和”计划有两个重要目标,一是提高卫星定位的性能和精度,令其服务能力越来越强;二是实现通信信号从室外到室内的定位全覆盖,复杂环境下也能保持服务能力。
“北斗+5G融合发展是必然的,这两项‘大国重器’强强联手,将惠及国防军事、智慧城市、自然资源、通信网络、交通、电力等各行各业,带来无限可能。”邓中亮说。
当地上的通信网络与天上的卫星网络实现“通导一体”,通俗地说,就是无论何时何地都有信号,告别“不在服务区”;还要能随时随地实现精准定位导航,哪怕是高山大海,哪怕车库深井,都能实现精准到米甚至亚米级别的导航。
通信与导航深度融合,“没那么简单”
基于“5G+北斗”的通信技术与精准时空技术的融合及应用,将是这些领域基础设施信息化、智能化升级改造不可或缺的重要基础设施。
当然,还有一个更为重要的要求,那就是要通过自主创新,不被人“卡脖子”,发展和建设好一个中国自主可控的、全空域、全时域、全频域、高精度、高可靠、高可用的时空体系。
邓中亮认为,北斗+5G融合可以从三个层面来理解。一是北斗可支撑5G网络安全高效运行。比如为5G提供高精度授时与同步、百万基站管理等服务,为5G网络应用提供精准的定位导航应用,开拓基于高精度时空基准的通信业务等。
二是5G可增强北斗导航服务能力。比如5G自身可实现优亚米级的定位能力,这意味着可与北斗形成信号覆盖互补,从而实现从室外到室内、从地面到地下无缝隙衔接与定位,支撑全空域全时域定位导航服务。而5G网络本身又可成为支撑位置服务业务的通信通道。
三是北斗+5G深度融合,将形成泛在、无缝、高精度、高可信的PNT(即Positing定位、Navigating导航、Timing授时)体系,横向无缝覆盖室内、纵向拓展到水下及深空,且能在复杂环境下提供高精度、连续稳定的时空信息服务,进而服务智慧城市、无人系统、万物互联等多个场景。
理论逻辑虽然很好理解,但真正实现通导融合却“没那么简单”,需要解决一系列技术难题。“比如,5G和北斗是不同的信号,每个信号都会有‘噪声’,要想实现和睦相处,既能各干各的事,还可以相互增强,并不容易。”邓中亮说。
邓中亮教授带领团队研制的“羲和”系统,提出了TC-OFFEND定位与通信融合的新型信号体制。依靠这种技术,有效节约了室内定位成本,把移动通信网变成了一张既能通信的网,又能高精度定位的网。
而且更为重要的是,这套系统并不需要新增大量的成本投资,比如通过“隐嵌信噪”技术解决不同的信号“噪声”问题,只需要一块小小的芯片就可以实现,新增的投入成本极低。
《中国经济周刊》首席摄影肖翊|摄
从技术到产业,万亿级市场按下启动键
当然,看到通导融合这一发展趋势的不只是中国。美国也很早就将发展定位导航授时一体的PNT体系上升至国家战略的地位,以弥补原有GPS系统的问题和不足。但除了技术上较量,通导融合“哪家强”,最终还是要在应用上见真章。
“我国建成覆盖4G网络,投资规模超过6000亿元,5G网络的投资规模更是超过了1.2万亿元,但也只能覆盖我国的人口密集区域。而北斗卫星实现全球覆盖投资规模约为600多亿元。我国的5G网络建设投资巨大,也需要在更多的应用场景下寻找更多的商业模式,从而让其为经济社会的发展创造更大的价值。”邓中亮介绍说。
但在邓中亮看来,实验室里的技术创新突破只是第一步,要想让“5G+北斗”产生更大的经济社会价值,需要社会各方面的通力合作,推动商业模式创新和产业化进程,共同挖掘。
《新时代的中国北斗》白皮书也指出,截至2021年,中国卫星导航与位置服务总体产业规模达到约4700亿元,年均复合增长率超过20%。中国北斗广泛应用于经济社会发展各行业各领域,进入交通、能源、农业、通信、气象、自然资源、生态环境、应急减灾等重点行业。中国北斗与大数据、物联网、人工智能等新兴技术深度融合,催生“北斗+”和“+北斗”新业态,支撑经济社会数字化转型和提质增效。
而多家第三方机构预测,按照目前北斗系统的产值增加速度,预计2025年其产业规模有望达到万亿元。来自高德地图的数据也显示,截至2022年11月,高德地图调用北斗卫星日定位量已超过2100亿次,且在定位时北斗的调用率已超越了GPS等其他卫星导航系统。
邓中亮表示,实际上,智慧物流、智慧医疗、智慧城市、智慧交通、工业互联网、智慧农业……北斗已经发挥着巨大的作用。以重点和焦点所在的工业互联网领域为例,这本身就是一个万亿级别的大市场,特别希望有更多有志之士将北斗和5G与人工智能、新兴技术等融合,发展出更多新兴产业,创造更多新的商业模式,为经济发展带来新的增长点。
已经有先行者尝到了甜头。以全国北斗卫星导航应用三大示范区域之一的湖南长沙为例。据长沙市人民政府副市长彭涛在“2022北斗规模应用高峰论坛”上透露,在长沙,北斗技术已成功应用到智能驾驶、驾考驾培、桥梁监测、野生动物追踪、水路安全、防灾减灾、司法、邮政运输、工程机械、公共安全等诸多领域。
长沙正在加快推动“北斗+5G”在智能网联汽车领域应用示范,通过5G网络融合北斗卫星导航系统定位技术,长沙的电动智能网联汽车能够对车辆进行高精度厘米级定位,为自动驾驶进行定位护航。目前,这套系统已在全国400多个城市上千个驾考场地中投入使用。驾考中,车辆是否压线、靠边停车是否在规定范围内,都能轻松判定。
“力争到2025年,长沙市北斗及相关产业规模突破500亿元,其中北斗核心产业规模突破200亿元,创建省级先进制造业集群,力争创建先进制造业集群。”彭涛说。
一群年轻人扛起守卫海岛生态环境重任 海岛上的“生态尖兵”******
12月6日,看着监控屏幕上几只“定居”的太平洋斑海豹不时从海面露头,长岛国家海洋公园管理中心工作人员周军露出欣慰的笑容。
周军在山东省烟台市从事斑海豹保护工作已有4年,这几只太平洋斑海豹是他的“老朋友”。每年春天,他都盼着斑海豹家族能够如期而至。
周军所在的长岛国家海洋公园管理中心成立不到4年,就培养了一支16人的“生态尖兵”,平均年龄38岁的他们扛起了守卫海岛生态环境的重任。
对斑海豹进行科学保护和调查,这是该管理中心成立以来的重要职责之一。为了能给这群斑海豹最好的保护,山东省在长岛海域特地划定一块特别的斑海豹省级保护区,总面积1731平方公里。
为此,长岛国家海洋公园管理中心专门聘请了40多名斑海豹看护员,配合斑海豹的调查和日常管护工作,对斑海豹的洄游通道增加生态藻礁和鱼苗的投放,改善斑海豹的栖息环境。
翔实的科学研究也在同步进行。2022年,该管理中心完成了西太平洋斑海豹资源调查及个体识别数据库更新,编制完成本年度长岛海域西太平洋斑海豹个体识别库及种群资源调查项目进展报告。
不仅如此,这支“生态尖兵”还开展了长岛浅海湿地调查、东亚江豚专项调查以及海洋大型底栖生物和藻类专项研究等,建设大黑山岛等6处生物多样性野外观测站。
这段时间,很多围绕生物多样性保护的工作在长岛海域陆续展开。周军介绍:“我们带着专家去了西边的大黑山岛,现场看鸟类环志、安装卫星定位仪器,对迁徙的各种鸟类进行保护性研究;还邀请了中国科学院动物研究所团队对长岛蝮进行本底调查,给70多条蝮蛇安装了芯片,颁发了身份证。”
对海洋专家们而言,12月8日又是忙碌的一天。上午10点半,周军与移动公司技术人员在大黑山岛的长岛野外生态系统观测站,拿着专用设备边走边测试信号,进行5G基站的建设前考察。
下午3点,在挡浪岛南岸码头东侧潮间带,中国科学院海洋研究所副研究员孙忠民在对大型藻类进行定性采集,研究藻类样品,摸清这片海域潮间带生物种类,以便养殖更适合这片海域生长的藻类。
随着这里生态保护工作的完善,每年洄游到长岛海域的斑海豹数量明显增多。不只是斑海豹,黄嘴白鹭、东方白鹳等生物数量也在增长。这里的东亚江豚种群数量超过5000头次,长岛海域也由此成为东亚江豚的海上乐园。
为了让更多人了解生态保护行动的重要性,该管理中心还积极开展生态文明进校园、进社区等活动,每年为中小学、幼儿园、渔村赠送生态保护宣教用品1万余件,并与中小学校联合开展系列保护海洋生物、爱护海洋生物的宣传活动。
这份工作的挑战性和成就感吸引着更多年轻人加入,26岁的孙百越便是其中之一。入职该管理中心一年多来,孙百越的工作包括海豹保护区日常巡护、遥感点位的实地核查和监控监测设备的维护等。在很多人眼中,野外作业不免枯燥、艰辛,孙百越却觉得“特别踏实”。
“外部作业工作中几乎都要涉及出海巡护,甚至需要经常出入无居民岛,在岛上进行安装、修复监控。在整个工作过程中,前辈们总是身先士卒,率先垂范,手上总是拿很多的设备仪器,丝毫不因领导身份而少做什么或假手他人。”这令孙百越感动。正是在一次次巡护路途中,和他一样的年轻人深切体会到了海洋生态人的责任和精神传承。
开展长岛国家公园创建,这是该管理中心成立以来的另一项重要工作。为此,该管理中心相继进行了生态本底调查、全域综合科学考察、自然保护地整合优化及主要保护物种专项调查等工作,编制形成了相关创建主要技术成果。
统计显示,近几年来,长岛海洋生态文明综合试验区修复海洋生态投入已累计达20亿元,营造海底森林50万亩,藻类品种增加了30多种,海水COD(化学需氧量)浓度降低51.3%,海水水质全部达到功能区标准,重新建起的海洋生态链成为长岛绿色产业发展的“第一引擎”。
“以前,游客过来玩都往景区跑,现在不一样了。”南长山街道孙家村村民肖树全站在海边的彩虹慢道上,望着眼前种满鼠尾草的小公园感慨,“住我们村渔家乐民宿的游客,吃完饭就爱来这儿溜达,有海风、有花草,现在是名副其实的网红打卡点。”
从经营育保苗场到从事生态旅游行业,肖树全见证这里的生态环境变好的同时,自己的腰包也渐渐鼓起来。和他一样,越来越多的长岛人踏上了生态致富的幸福路。
聂英杰 中青报·中青网记者 邢婷
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |