摘要：全球卫星导航系统处于高速发展阶段，导航系统应用市场竞争异常激烈，作为全球四大导航系统（GPS、GLONASS、伽利略和中国的北斗导航系统）之一的北斗卫星导航系统面临着机遇与挑战。为了推动北斗导航系统的应用市场，本文对北斗导航系统的应用推广进行了一些思考，根据目前导航系统的应用状况和北斗导航系统面临的问题提出中国北斗导航系统的发展应用建议，以期对中国自主卫星导航系统的市场推广应用有所帮助。
关键词：全球卫星导航系统；北斗卫星导航系统；GPS；GLONASS；伽利略

一、引言

      卫星导航系统是国家安全和信息建设的基础设施，在国民经济建设中占有重要的地位，直接关系到国家安全和经济发展以及国防现代化的关键性技术支撑系统。正因如此，全世界很多国家都在积极发展自己的卫星导航定位系统及其增强系统。其中主要导航系统有美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，欧洲伽利略（Galileo）系统和我国的北斗卫星导航定位系统。
      GPS系统是1973年12月美国国防部和交通运输部正式批准研制的一个全天候、基于无线电的卫星导航系统，经过30多年的发展，已发展成为目前应用最为成熟、最为广泛的全球导航系统，在应用市场上占有绝对地位。           GL0NASS导航系统是前苏联70年代末研制的全球导航系统，成为世界上第二个独立的军民两用全球卫星导航系统，由于俄罗斯的经济情况尚不能抽出财力维持它的完全运作，星座中的有效工作卫星一直都未达到额定的24颗，所以其影响较小。近年来，为开拓GLONASS导航系统的应用市场，俄罗斯正在恢复和升级GLONASS导航系统。为打破GPS在卫星导航定位领域的垄断，2002年3月26日欧盟决定正式启动伽利略卫星导航定位系统计划，其宗旨在于提供高精度民用卫星导航定位服务，若在与美国GPS就L1和L5信号兼容上取得进展后，计划在2012年前投入运营^[1]。
北斗卫星导航系统（COMPASS）是我国正在实施的自主发展、独立运行的卫星导航系统，是当今世界四大卫星导航系统之一。北斗卫星导航系统的建设及投入使用，标志着我国在空间利用方面迈出了重要一步，成为有能力参与空间和平利用的重要力量。
2000年，我国自行研制的两颗北斗导航试验卫星相继发射，组成了我国第一代卫星导航定位系统。“北斗一号”卫星定位系统是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。由于具有导航通信相结合的服务特色，“北斗一号”系统经过几年发展，逐步被国内用户认可，在渔业、交通、电力和国家安全等诸多领域得到了应用，特别是在汶川、玉树抗震救灾中发挥了重要作用。目前，我国正在研制、组建第二代北斗卫星导航定位系统。目前我国已成功发射了9颗北斗导航卫星，北斗区域卫星导航系统的基本系统已建设完成，预计今年年底前为我国及周边大部分地区初步提供连续无源定位、导航和授时以及短报文通信服务。按照“三步走”的发展战略，2012年底前，我国将陆续发射多颗组网导航卫星，不断提升系统服务性男女，扩大覆盖区域，完成北斗区域卫星导航系统建设。2020年左右完成建设第三代的北斗系统使之成为一个全球卫星导航定位系统。
总体来看，近30多年来全球卫星导航系统竞相发展，呈现出GPS一路领先，GLONASS曲折前进，北斗分步迈进、伽利略踯躅前行的态势。在广域与局域导航增加系统方面，各个国家也加快了建设的步伐，如欧洲的EGNOS，俄罗斯的SDCM，日本的QZSS和MSAS以及印度的IRNSS和GAGAN等都取得了重大的研究成果^[2]。 

二、北斗导航系统的应用现状

      就应用规模与数量、应用的深度与广度上而言，我国是一个卫星导航定位应用大国。随着我国北斗导航系统逐渐发展成为更高性能、更加可靠、更高效益的卫星导航系统，它将在社会中得到越来越广泛的应用，体现出更大的社会价值^[3,4,5]。
（1）专业领域，卫星导航系统在测绘、资源调查、物理勘探、石油钻探、农业、林业、渔业等领域大有市场。譬如在测绘领域，建立和维持全球性的参考框架、建立各级国家平面控制网、工程控制网，进行各种工程测量、航空摄影测量、地籍测量、海洋测量等等。
（2）授时矫频，应用包括：电力，邮电，铁路、通讯等网络的时间同步，准确时间的授入，准确频率的授入。移动通信基站和电力线路配送都需要精密的时钟,从安全性和可靠性角度考虑,在国家关键经济部门,使用我国自主的北斗时间比GPS 时间要好得多。
（3）交通导航，为船舶、汽车、飞机等运动物体进行定位导航如船舶远洋导航和进港引水；飞机航路引导和进场降落；汽车自主导航；地面车辆跟踪和城市智能交通管理。
（4）卫星导航系统与消费类电子产品的融合也是目前导航系统在社会中最广泛应用的一种方式，如在MP3、MP4、笔记本、手机和数码相机等电子产品中集成导航功能，提供一种基于位置的服务（LBS）。
（5）北斗系统与其它导航系统不同的是它具有短文通报功能，可以提供通信服务。使用该系统不需再建通信链路,不需租用卫星信道,不仅使用方便,而且可以取得非常明显的价格优势，在通信市场也有发展前景。
（6）在科学研究上，可利用北斗导航系统进行电离层和中性大气反演以及气象学研究，卫星跟踪地球重力场和大气探测，以及航天器或地球卫星精密定轨、导航与对接等科学目的，为科学发展服务。
目前面临全球卫星导航系统建设高速发展时期，世界卫星导航系统的竞争是不争的事实，GPS导航系统在国际国内市场上还占有绝对的份额。不过随着我国自主研制的北斗系统逐渐完善，北斗系统的应用市场已初步显现,在军民用领域上发挥了重要作用,迄今为止,已为用户提供定位服务超过亿次,通信服务超过千万条,在森林防火、水利防汛、交通运输等领域产生了显著的社会效益。所研制的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统、澜沧江上湄公河船舶调度管理系统和郑州铁路局铁路机车到站报点系统等北斗系统应用示范工程,已取得了明显的经济效益。
尽管北斗导航系统的应用市场已取得初步成效，但面临国外导航系统的市场竞争，中国北斗导航系统的社会应用才刚刚起步，到2010年底，注册终端用户的数量只达到了系统容量的1%，卫星资源远未得到充分利用。北斗导航系统的市场推广应用还面临许多问题。
1) 尚无健全的卫星导航政策。卫星导航系统是一个庞大的系统工程，必须通过一些相关的卫星导航政策指导规范卫星导航系统的健康发展。
2) 北斗导航系统目前还处于建设时期，自身的发展还面临许多的技术难题，在精度，可靠性，系统的完整性上还存在一些不足，这对市场的推广应用造成巨大的影响。
3) 关键技术还有待突破，具有自主知识产权的产品不足，避免市场应用受制于人。
4) 北斗导航系统与其他卫星导航系统的兼容性与互操作性有待进一步提高，在发展建设北斗系统中要充分考虑应用，保证与其他系统的频率资源、时间系统、坐标系统等兼容和互操作。
5) 相关基础服务机构缺乏，使其服务不能满足用户需求。目前，我国还没有的完善的北斗导航系统的对外数据服务中心（类似于IGS中心等组织），因而不能全面地为用户提供各种形式的服务。
6) 北斗导航系统的宣传力度不够，社会的影响力较小。

三 、北斗导航系统的应用建议

      卫星导航系统已经是关系到国计民生的一项事业。它在军事、科研、经济和日常生活中发挥着越来越重大的作用。面对目前卫星导航领域出现多个导航系统竞争的局面，处在探索发展阶段的北斗系统还存在许多不足。为了国家安全及我国导航应用产业化发展，我国必须全面开发北斗导航应用市场，形成产业化规模，在行业标准、产品制造、系统集成和运营服务方面投入力量。
1、根据中国国情开拓有中国特色的北斗导航系统应用管理模式。我国应采取政府调控，集中统一管理，统一指挥，统一部署的方法，成立相应的北斗系统应用服务机构，负责制定我国卫星导航系统发展规划、发布相关的导航政策和标准规范、提供用户必备的数据处理服务，提升北斗系统在国内外市场的竞争力，使北斗导航系统尽早、尽快地产生社会和经济效益。
2、在拓展北斗应用市场时，为了保持市场的竞争优势，不断建立完善北斗系统的工作性能是最基本的要求，也是开拓市场的前提条件，只有系统自身建设好了，北斗导航系统的社会应用才能顺利开展。全球各大导航系统都在不断升级换代，目的就是要提高系统的可靠性，高效性满足现实社会的需求，发展更广阔的市场空间。而北斗应用市场仍主要使用的是北斗一代系统资源，北斗一代系统作为我国建立北斗导航系统的初步阶段，还存在一些不足，为了保证提供给用户一个满意的服务，应加大北斗系统的建设力度，充分吸收先进技术，及时系统升级，拥有一套富有特色、具有自主知识产权的新体制、新方案，实现与世界其他全球卫星导航系统同等甚至更优的可用性、连续性和完好性的系统指标，从而建设高性能、高可靠性的北斗卫星导航系统。
3、实现北斗导航系统与其他导航系统的兼容和互操作，这是实现北斗系统应用大众化，市场全球化的目标的必由之路。GPS系统目前占有大部分的导航市场，社会大部分导航终端设备和科学研究都是基于GPS相关标准展开工作的，因而作为后续发展的卫星导航系统，为了推广其应用市场，必须考虑到已有导航系统的应用标准和产品标准，保证与其他系统的频率资源、时间系统、坐标系统等兼容和互操作，实现北斗系统与现有导航系统的兼容和互操作，进而推广和普及北斗导航系统。
4、成立北斗相关基础服务机构，负责为用户提供精密星历、精密钟差、电离层、对流层等产品，维持基于北斗系统的时空基准体系等，以满足社会的实际需求。
5、北斗系统建设过程中注重培养专业人才，鼓励国内企业、科研机构和大专院校发挥各自资源优势，技术上多开展交流，避免研究的重复浪费，实现优势互补，产学研一体化，掌握核心技术，开发具有自主知识产权的产品。
6、导航系统应用市场比较大，前景比较广阔，涉及到国民生产、生活的方方面面，面对目前各大导航系统在国际市场的竞争形势，需结合目前导航系统的应用现状进行深入的市场调研，系统了解北斗系统在国内外推广应用情况，开展调查研究和跟踪分析，如调研用户对产品的使用性能的意见，产品在各种环境下运行的稳定性能，产品的抗干扰性以及产品能否满足市场用户的要求，对产业进行整体调查、全面摸底、详细分析、深入研究和发展预测，分析导航系统的市场走向和衍生的相关产业，不断开拓北斗系统的民用应用新领域，挖掘新的经济增长点。
7、在推广应该过程中，注重加强北斗导航系统及其产品的宣传推广，提高北斗系统的知名度，通过新闻媒体、各种研讨会和利用国家实施的北斗系统应用典型示范工程等形式介绍北斗导航系统的发展应用情况和所取得的成就，逐步让用户认识北斗，认可北斗，建立用户对北斗的信心。
8、推进导航系统的国际间合作，组织举办参加国际性的导航系统学术会议和研讨会，在国际舞台上参与导航系统学术交流，学习卫星导航系统运行技术和经验教训，为我国导航系统的进一步发展奠定理论基础和提供实践经验。
总之，既要借鉴国外导航系统的成功经验，又要以不断创新的理念不断发展和完善中国特色的北斗导航系统，确保北斗导航产业技术支撑体系、产业发展推进体系、产业条件保障体系三大体系健康协调发展。

四、总结

      北斗卫星导航定位系统是国家信息基础设施之一,是实现社会信息化的重要工具,也是国家科技水平和经济实力的象征，北斗卫星导航定位系统的建立确立了我国在卫星导航领域的国际地位。为了更好的发展和利用北斗导航系统，有力保障了经济社会建设发展，我国应加大力度培育北斗卫星导航产业和应用市场，深入开发北斗系统的市场空间。在北斗导航系统的民用发展实施过程中充分利用北斗一代导航系统和其它国外导航系统市场应用的经验，立足国情，实行积极开放的卫星导航应用政策，加大核心技术研发，形成和完善产业链，促进北斗卫星导航系统产业发展规模化，开辟更广阔的市场空间。

参考文献
[1] 李征航，黄劲松. GPS测量与数据处理[M]. 武汉：武汉大学出版社，2005.
[2] 孙家栋. 北斗卫星导航系统发展之路[J].太空探索，2010(7).
[3] 戴宏发. 北斗导航系统的发展与应用刍议[J].科技信息，2010(19).
[4] 陈新保. 北斗卫星导航系统民用市场建设的思考[J].中国航天，2010(1).
[5] 李长江. 新思考：北斗导航卫星系统的发展与思考[J].卫星与网络，2010(6).
 
作者简介：吴 寒，男，重庆市地理信息中心，工程师，主要从事GNSS测量数据处理及应用研究。