数据来源：中国卫星导航定位协会
数据来源：中国卫星导航定位协会
北斗，自古以来一直专指北方苍穹中定四时勘方向的七颗明星。今日，当我们提起北斗，它更是一组闪耀太空的中国卫星。
3年前，随着北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利进入预定轨道，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。2020年7月31日，习近平总书记宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗系统进入全球化发展新阶段。
从北斗一号到北斗三号，从覆盖亚太到服务全球，作为重要的新型基础设施，北斗系统深度赋能各行各业，成为经济社会发展的时空基石。2022年，我国卫星导航与位置服务产业总体产值超过5000亿元，产生显著经济效益。
北斗远在天边，应用近在身边。如今，北斗在国内导航地图领域已实现主用地位，北斗定位服务日均使用量超过3600亿次。此时此刻，距离地球表面不同高度、不同角度的轨道上，北斗卫星正在不停运转，随时为全球200多个国家和地区的用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航与授时服务。
今天，我们就一起走进北斗的世界，感知这一系统如何服务经济社会发展，又将怎样更好满足群众美好生活需要。
——编者
坐标：北京海淀应用：自动驾驶
“聪明的车行驶在智慧的路”
北京海淀区的中关村软件园，不时能看到搭载激光雷达、毫米波雷达和摄像头的自动驾驶出租车在街道上行驶。打开叫车软件“萝卜快跑”，输入目的地，稍候片刻，一辆自动驾驶出租车来到身边。
在车门旁的触控屏幕上输入手机号后4位、完成身份验证后，车门解锁。在后排落座，点击屏幕上的“开始行程”，车辆平稳起步。行驶过程中，眼前的显示屏实时显示车辆及周边路况的三维建模画面，一条淡蓝色的“水波”提示接下来的行驶路线。经过红绿灯、人行道或掉头转弯处时，方向盘自动打转；遇到狭窄路段、会车等复杂场景时，车辆及时反应，保障安全。
近年来，自动驾驶技术及产业发展加快，简单友好的用户体验，背后是感知、决策、规划、控制等多个系统，源自人工智能、5G通信、激光雷达、高精地图等多项技术的支撑。其中，北斗系统提供的高精度、高可靠的卫星导航定位服务，是不可或缺的基础能力。
“北斗卫星导航定位服务结合惯性导航技术，可提升离线高精度地图的制图效率和精度；北斗卫星导航定位服务和激光雷达定位、视觉定位等融合，形成覆盖多场景的安全定位。”百度智能驾驶事业群首席品牌官王翀说。
“自动驾驶意味着，聪明的车行驶在智慧的路。”中国工程院院士、国家卫星定位系统工程技术研究中心主任刘经南表示，“对于‘聪明的车’来说，响应速度要达到微、纳秒级。一辆汽车如果以100千米的时速行进，1毫秒时间内汽车已向前移动了近3厘米，就可能存在安全风险。北斗目前已经可以实现厘米级定位、纳秒级授时，能够满足自动驾驶时空位置的控制需求。对于‘智慧的路’而言，基于北斗的高精地图是行车环境信息的‘基底’，能反映出地图目标在现实世界中的准确位置，还包含更丰富的道路交通信息，实现路径规划和导航。甚至在车辆传感器失灵的情况下，高精地图还能根据路况数据主动对车辆运行实现变道减速的控制。”
北斗系统对车载终端、路侧设备、云端平台的全面支持，让自动驾驶车辆“耳聪目明”，更加智慧高效。“车配传感器观察到的环境变化可能是一个实时的变化，与高精地图匹配后，将捕捉到的变化通过路边车联网通信节点及时上传到‘云端’，验证确认后，再将这些信息汇总于‘云’上，主动推送给需要的用户，真正实现车、路、人之间的高度协同。”刘经南说。
北斗系统提供的创新驱动力，让自动驾驶这一新生事物跑出了“加速度”：百度旗下的自动驾驶出行服务平台“萝卜快跑”测试总里程超过6000万公里，订单量已超200万；和芯星通自主研发基带芯片，与微机电惯导的深度融合可优化在楼群、隧道和高架桥等复杂环境下定位的连续性和可靠性……
“北斗与5G、物联网、人工智能等新兴技术融合发展，不仅打开了自动驾驶领域巨大的市场空间，也在智慧交通领域不断拓展多样化的应用场景。”中国卫星导航定位协会会长于贤成说，目前北斗高精度智能驾驶系统已形成规模化应用发展态势，基于高精度北斗的车道级导航功能已在8个城市成功试点，并逐步向全国普及。
坐标：浙江舟山应用：海洋渔业
“渔船出入都能服务保障”
浙江舟山市沈家门渔港，数千艘渔船排列整齐、桅樯林立。眼下，除钓具渔船、特许渔船可以正常外出生产，余下的1500多艘渔船在港伏休。
“以前出海遇到险情，那真是两眼一抹黑。”58岁的船主杨岳靖，带着记者走进驾驶舱，应用了内置北斗的天通船载卫星电话、船载卫星宽带通信设备等装置一应俱全。指着船上橙黄色的北斗船舶示位仪，杨岳靖赞不绝口：“有了它，出海的渔船不仅能够精准报位，信号丢失或者发生险情时还会发送报警信息。不光能定位，咱们在海上还能收听天气预报和预警通知。”借助北斗、天通的短信及电话功能和宽带设备的应用，现在可以将实时渔获情况发送给渔商，渔运船便能迅速准确驶向捕鱼船所在位置，第一时间拉到新鲜的渔获。销售节点前移，保证了鲜度，才能卖出好价钱。
硬件设备之外，基于位置信息高速运转的渔船精密智控系统同样大显身手。
舟山市海洋与渔业局信息中心值班室内，中心主任孙平华像往常一样注视着大屏幕。屏幕上实时显示着装有北斗导航定位终端的各艘渔船信息。基于对位置信息的分析预判，142.8海里外的一艘渔船与航路上的一艘商船有碰撞风险，语音电话随即拨出：大轮航线，注意安全。随即收到渔船回复：“谢谢，我会注意观察。”
孙平华介绍，舟山市运用电子围栏划定事故多发区，有渔船驶入电子围栏划定区域，系统就会触发预警信号。“渔船出入都能服务保障。到了休渔季，渔船有移动并超出一定速度后，系统平台会对相应船只发出预警。”
在舟山，除了服务管理，北斗还孕育出诸多产业。
嵊泗县枸杞岛的贻贝养殖基地，上万亩的养殖水域用上了基于北斗研发上线的数字化养殖管理平台。管理平台研发者、浙江同博科技发展有限公司负责人孙海说，通过安装定位设备，建立海上电子围栏，因为水域划分不明导致的贻贝养殖纠纷大大减少；北斗海洋检测浮标可以提供实时精准的水温、盐度、溶解氧、pH值、浊度等参数，帮助养殖户更好地了解水质状况和环境变化。
同博公司，是一家深耕北斗产业及海洋大数据服务领域的浙江省专精特新企业。公司研发的北斗船舶示位仪，已经覆盖了舟山当地八成以上的渔船。新近开发的带有北斗定位装置的救生衣，能够在人员落水时，自动感知并不间断报送位置信息。
从天通船载卫星电话到北斗人员求救定位系统，再到北斗通信一体机、船载卫星天线……在舟山，基于北斗系统的产业触角正延伸到海洋渔业的方方面面，保护渔民生命和财产安全，实现海洋渔业的可持续发展。
坐标：广东佛山应用：智慧能源
“构建起巡检的精准三维坐标系”
广东佛山市狮山镇三环西路，一架搭载可见光和红外测温仪的无人机，沿着既定的铁塔航线，完成了对输电设备多个关键零器件的拍照、测温。
“这次规划时间6分28秒，我们利用遥控器终端，通过账号访问北斗高精度定位主站系统，选择自动飞行作业航线，就可以完成对这几座基塔的精细化巡视。”南方电网广东佛山供电局机巡作业班班长黄丰说，北斗厘米级的高精度定位，可以准确告知无人机位置。
“依托北斗系统，构建起巡检的精准三维坐标系，通过这个空间模型规划航线、航点，无人机巡检时，不会因为误差撞上线路、变电站等。”技术人员曾懿辉在一旁解释。
“绝缘子是否发热、螺丝是否松动等，这些部位最容易发生故障，以前只能凭借肉眼和手持红外测温仪来判断。”回想起10年前，黄丰和输电班要靠人工攀爬完成对输电线路的验收、故障巡查，“当高度超过40米时，能感觉到铁塔一直在摇晃，一座基塔巡下来，全身都湿透了。”现在用无人机巡检，拍照传至后台，通过点云技术开展精准分析，生成的报告会及时反馈，提醒相关部门处理隐患。
通过无人机搭载激光雷达、红外测温仪、夜视摄像头等，输电线路的巡视工作大部分转为机器作业。据统计，截至2022年底，南方电网公司无人机自主巡检里程累计超100万公里，自主巡检采集的照片超过8000万张。
“我们从2018年开始建设由北斗基准站、通信网络、数据处理系统组成的北斗地基增强系统，最终实现定位达到厘米级。”南方电网广东电网电力科学研究院北斗技术负责人鄂盛龙说，这个过程中也遇到了不少难题，“比如受太阳活动周期影响，我们处于南方低纬度地区，电离层相对更活跃，定位效果受到影响。为此，我们先后走访了武汉大学测绘学院和广东省国土资源测绘院，一并与行内设备及定位服务厂家进行了多次技术交流。”
“一开始，大家不习惯使用这个系统，后来随着算法的提升、技术的更迭，越来越得心应手。接下来，我们还将持续开展定位算法优化和基准站加密等工作，不断提升北斗定位可靠性。”鄂盛龙说。
目前，南方电网基于617座北斗定位基准站组成的高精度服务网，在无人机自主巡检、输电杆塔地灾监测、现场抢修应急通信等16个领域培育北斗应用场景，累计推动12万余套国产化北斗终端应用，支撑输电线路无人机自主巡检、主干电网调度领域北斗授时基本全覆盖，提升应急情况下信息传输和人员定位、车辆安全智能高效管理等能力，解决无公网或公网信号不稳定区域的电力信息传输问题，全面支撑电网数字化转型。
坐标：四川绵阳应用：预警监测
“有了天上‘星星’站岗，踏实多了”
“隐患点监测到存在变形、位移风险，请立即到现场巡查、核实。”窗外夜色渐浓，地质灾害监测员廖德华的手机被预警短信点亮，他迅速出了门。
廖德华是四川绵阳市黄土镇莲花村村民，村子地处浅丘，常年被地质灾害困扰。他2011年搬进村，屋子前不远处的空旷平地在滑坡中塌陷了近8米，现在已变成斜坡。
为了保护乡亲们的安全，老廖担任了地质灾害监测员。“在培训中学习过防灾知识，监测灾情时心里还是忐忑。”履职6年多，他的经验是多走多看，地面的情况必须一趟趟巡逻看个仔细。
2021年，当地自然资源部门为莲花村进行了滑坡治理，一批应用北斗卫星导航系统的地灾监测设备进场。“滑坡主滑方向布置了两个监测站，借助北斗系统实时采集数据，对地质灾害表面的形变位移进行监测。”行走在隐患区域，四川九洲北斗导航与位置服务有限公司工程师辜旋介绍，雨量计、裂缝计等设备安置到位，这些前端传感器能感知毫米级的微小变化，并与北斗系统相连，将数据传输至安全监测预警平台。
“有了天上‘星星’站岗，踏实多了。”这两年老廖的监测担子轻了不少，只需关注预警短信，按指示及时巡查。工程师每月对监测设备进行巡检，及时校准，力求将数据误差降到最小。
走进绵阳市自然资源和规划局指挥大厅，四川省地质灾害专业监测预警平台正在运行。三维+VR全景地图上标注着密密麻麻的灾害隐患点，危害体倾角变化、降水量等数据实时传回，在平台接受分析，成为下达指令的依据。
2018年以来，绵阳市自然资源和规划局引入北斗系统助力防灾减灾，已累计建设地质灾害群专结合监测点1000余个。“我们可以直观看到每个点位的实时环境信息，一旦相关数据达到阈值，平台就会做出蓝黄橙红4个级别的预警。”绵阳市自然资源和规划局地质灾害防治科科长刘宏扬介绍。
预警发出后，基层监测员会立即前往现场反馈情况，再由自然资源部门专业人员分析决定解除警报或处置灾情。翻阅平台的处置记录，记者看到，去年平武县溪坝村滑坡隐患点出现裂缝，预警从蓝到红，裂缝周边的地质数据、走势和现场图片均在监控中，滑坡发生前周围住户就已撤离。
“监测精度大大提高，监测人员无法到达的山顶、断崖不再是死角，全天候监测也成功实现。”刘宏扬说。
星斗织成安全网。桥梁的倾斜、应变、震动以及过往车辆荷载；隧道的变形、结构受力、地质环境动态，借助北斗系统均能实现全面监测。“在此基础上，我们还将引入数字孪生、雷视融合等技术，对重点监测区域进行虚拟建模，借助历史数据、实时数据和算法模型实现分析预测，进一步提升灾害预警监测能力。”四川九洲北斗导航与位置服务有限公司工程部部长邓健说。
据统计，截至2022年6月，“北斗+安全智能监测预警云平台”已在20个省份的水利、应急等领域布设监测点8000多个。
（本报记者谷业凯、窦皓、刘军国、姜晓丹、李凯旋，统稿：吴燕）
版式设计：张芳曼汪哲平
《 人民日报 》（ 2023年08月07日 02 版）
