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。
杀出一条“雪”路******
寒风呼啸,身着白色伪装衣的武警特战队员脚踩滑雪板穿行于林海雪原间,在运动中瞄准、击发、命中目标。
“成绩有效!”对讲机中传来声音,特战队员一个急停摘下防寒面罩,呼出的热气迅速变成一团升腾的雾气。
连日来,位于祖国边陲的黑龙江黑河最低气温已突破零下40摄氏度。面对极寒,驻守在这里的武警黑龙江总队黑河支队官兵叫响“越是严寒越向前”的口号,在白山黑水间掀起了“冬季大练兵”的热潮。
锻造坚固的“心理盾牌”
1月15日,天降大雪,黑河市锦河大峡谷内,一支行军队伍正在雪野中蜿蜒前进。“前方道路被毁,由摩托化机动转入徒步行军。”对讲机内传来指令,官兵们迅速下车、整理装具,向着山林深处进发。“冬季大练兵”的第一个课目徒步行军,正式拉开帷幕。
“不就是走路嘛!”第一次参加冬训的新兵周腾飞是南方人,第一次见到大雪的他显得格外兴奋。但队伍行进还不到10公里,原本活蹦乱跳的周腾飞就像霜打的茄子,默不作声地跟在了队伍后面。
“先是欢声笑语,然后窃窃私语,最后沉默不语。”入伍13年、经历过13次冬训的二级上士孙彪说,每年新兵参加冬训,都会经历这个过程。
“太冷了!跟我之前想的完全不一样!”走在队伍中的周腾飞望着一望无际的雪野开始犯憷,原以为在冰天雪地中行军是一件富有诗情画意的事,没想到徒步行军选的道路尽是些山沟野路,极寒条件下全副武装蹚在齐膝深的雪中,每走一步都要耗费极大体力。除此之外,无人机侦察、小股“敌人”袭扰等接踵而至的“敌情”也让周腾飞应接不暇。没过一会儿,他便汗流浃背,恐寒畏难等情绪开始慢慢出现。
“外界环境的变化,势必会导致心理上的应激。只有锻造坚固的‘心理盾牌’,才能适应实战的要求。”该支队支队长张仰勇介绍,“冬季大练兵活动”中,支队积极探索冬训期间心理服务工作新模式:他们抽选军医、卫生员、思想心理骨干成立冬训心理服务小分队,第一时间赶赴驻训地域开展心理服务工作;编印下发《严寒条件下易发心理问题解决20法》《冬训中心理自我调节常识》口袋书,为官兵配备防冻伤小药包;常态化组织冬训防寒保暖知识大讲堂,针对严寒气候环境容易诱发的多种身体、心理问题及解决方法向官兵传授经验。
摸清装备“耐寒指数”
1月17日晚,在支队的演训场上,装备保障股股长刘浩带着业务骨干对某型侦察仪器进行性能测试,尽管穿着大衣,他们还是冻得直打哆嗦。
“零下35摄氏度,某型软管窥镜电池工作效率下降30%,信息传输出现延迟……”刘浩一边讲,一边在本子上记录下此次测试的数据。在他随身携带的记录本上,密密麻麻写满了多种武器装备的“冻”态参数。
“和人一样,武器装备也会因环境的改变产生‘水土不服’,摸清各型装备‘耐寒指数’,是提高战斗力的重要前提。”刘浩介绍说,以往冬训,考虑到精密装备造价昂贵、信息化元件怕低温等原因,有的单位在冬训时选择将其“深藏闺中”。
“战争不分地域天候,恶劣环境下更能暴露出武器装备平时看不出的问题,要让每名官兵都成为数据采集员。”该支队领导在议战议训会议上一针见血地指出问题所在,随后制订下发《严寒条件下装备效能数据采集手册》,以便随时采集各型装备在不同温度条件下的性能数据。
以往从未经历过冬训的武器装备“全员出动”,暴露出的问题和困难自然不少。特战队员刘学在冬训第一天就“冒了泡”。那天滴水成冰,刘学所在小队受命执行侦察搜索任务,没想到“老伙计”竟然“罢工”了。经过检查,是由于长时间低温,电池电压不足,无人机无法起飞。
“无人机高空侦察!”对讲机传来指令。情急之下,刘学拆掉无人机电池塞进了大衣里,用自己的体温加热电池……待无人机起飞后,目标早已不见踪影,任务被判定失败。
失利后,刘学与战友们集智攻关,很快就为无人机穿上了“棉袄”——他们与厂家技术人员沟通协调,为无人机配备了便携式电池加热器,使用时仅需10分钟即可将电池温度提升至20摄氏度以上。此外,他们还在无人机电池上加装了绝缘贴纸,可以有效减缓无人机飞行过程中的热量损失。
除此之外,气温低于柴油凝点时如何避免车辆出现“趴窝”、通过染毒地带防毒面具观察口的雾气如何去除等问题,也在冬训中被一一解决。
据悉,此次野外驻训,该支队共总结测试出各类武器装备数据40余项,各型号装备在低温状态下的作战性能得到有效检验,填补了支队寒区作战的数据空白。
在冬训现场,笔者看到支队射击教员高黎明通过采集弹着点的分布规律,总结出低温条件下的射击要领,在零下30摄氏度的雪地里打出了5枪50环的好成绩。
让靶场与战场深度耦合
“距离200米,西北向来风,风速每秒5米……”观察员话音刚落,狙击手刘波果断开枪,成功“击毙”目标。
1月20日,大寒,一场实战化实兵对抗演练悄然展开,狙击手刘波执行潜伏狙击任务,在雪地中潜伏近30分钟后,才等到目标出现。
“不光打得要准,能在冰天雪地中隐蔽自己和反侦察同样重要。”刘波说。
在前不久的一次演习中,刘波所在小队受命对“暴恐分子”实施捕歼,正当刘波和观察员占据任务地域的最佳射击位置之后,意想不到的事情发生了。
“砰!”突如其来的枪声打破了山林的寂静,1名队员“遇袭”倒地。
“通过枪声判断‘敌人’位于我们西北方向。”刘波迅速判明情况,调整位置并做好射击准备。正当他在瞄准镜内发现“敌人”踪迹,准备射击时,没想到隐藏在另一方向的“敌人”却率先扣动了扳机。
“如果这不是演习,那后果将不堪想象。”复盘总结会上,“铩羽而归”的刘波作出深刻反思,“我们只顾着占领整个山谷的最佳射击位置,却忘了‘最佳位置’在顺风顺光的同时也最容易遭‘敌’打击。”
该支队作训股股长苏冠华介绍,此次演练,将部队机动至陌生地域,目的就是在陌生环境、实战条件下检验官兵作战能力,但部分官兵存在用惯性思维去适应新战场,情况设想不充分,预案制订不科学的情况,成绩不理想在所难免。
雪地机动后没有处理雪地上的脚印、生火取暖烟雾暴露目标等4类10余项脱离实战的问题被摆上台面,官兵们解决问题的同时也推动训练向实战再靠近一步。
近日,驻地气温已骤降至零下40摄氏度,但官兵们备战打仗的热情却丝毫不减,多项战法在风雪中接受了近似实战的检验。
许家铭 王梓嘉 胡森 中青报·中青网记者 郑天然 来源:中国青年报