中国导航十大品导航(专访刘经南院士全球四大卫

随着技术的不断进步和全球定位需求的日益增长，北斗卫星导航系统凭借其独特的优势，正在逐渐引领卫星导航领域的新潮流。相较于其他同类产品，北斗系统不仅具备定位、导航、授时等基础功能，更在通信领域展现了强大的实力。

刘经南，这位七旬老者，是武汉大学国家卫星定位系统工程技术研究中心的主任，也是中国在全球卫星导航系统技术应用和工程领域的学科带头人。他在九月下旬刚刚获得了行业协会授予的卫星导航定位终身成就奖。他的身影不仅出现在颁奖现场，更活跃在电动汽车百人会举办的中国新能源汽车发展高层论坛上。

刘经南院士向我们揭示了北斗系统的独特魅力。北斗系统不仅拥有所有定位系统的基本功能，还在天上卫星之间实现了通信和相互测距的先进功能。更令人瞩目的是，北斗系统支持覆盖全球的星地双向通信短报文功能，这在其他三大卫星导航系统中是独一无二的。据刘院士介绍，北斗系统已经在中国逐步替代GPS发挥作用，并在国际上一百多个国家得到了广泛的应用。

在手机、电子导航地图以及一带一路国家的货运监管等领域，北斗系统的应用已经深入人心。刘经南认为，时空智能是所有动物特别是人类智能和智慧的核心。随着空间时间的越发精准，北斗系统将在科学、医疗、工业控制等领域引起巨大甚至是颠覆性的变化。

商业航天正逐渐变得更有竞争力与创新力，被视为国家战略级的科技力量之一。对此，刘经南认为，要推进商业航天发展，就要充分利用民间资源，做出有竞争力的创新产品。

在论坛间隙，我们有幸对刘经南院士进行了专访。他感受到了投资界对自己这样的业内大咖的关注逐渐升温。他们最感兴趣的是北斗产业及可应用北斗技术的产业，尤其是汽车行业。未来，不管是汽车本身还是相关基建，都需要精准的位置、时间信息。目前世界上能够提供精准时间、精准位置技术的卫星导航定位系统并不多，而刘经南院士在国内较早投身于此，对此有着深厚的理解和独到的见解。

北斗产业化是国家“十四五”规划中明确提出的方向。目前，北斗产业化特点鲜明，产业链长，涉及芯片、接收机、地图、应用软件等多个领域。各行各业的需求不同，但基于北斗终端和应用还需要有各行业的应用软件，软硬件结合能够满足各业态的需求。未来，北斗未来的发展空间非常广泛，因为时空信息是人类生存最基本的信息，人类的活动离不开空间和时间。

北斗卫星导航系统以其独特的优势和广泛的应用前景，正引领着卫星导航领域的新潮流。随着技术的不断进步和应用的深入，北斗系统将在各个领域发挥更大的作用，为人类的生活带来更多的便利和惊喜。在信息化社会的飞速发展中，我们依赖高技术来精确获取时空位置信息，以满足日益增长的物质、能量及信息需求。北斗系统，作为新型基础设施的重要赋能者，已与我们熟知的GPS共同构成了时空位置服务的基础。

当谈及北斗与GPS的对比时，我们不禁思考：北斗在导航领域的表现如何？能否替代GPS？对此，专家的观点是：北斗系统的功能丰富于其他三大卫星定位导航系统。它不仅具备导航、定位和授时的基本功能，还在星间通信和测距方面展现出优势。华为Mate50手机的技术研发，更是实现了与北斗卫星的通信短报文功能。目前此项服务仍限于特定组织和资质授权，尚未全面普及商业市场。北斗系统还具备人员搜救功能，能够在紧急情况下为受困人员提供救助。

那么，美国能否在技术上对我们构成限制呢？实际上，四大全球卫星导航系统供应商在民用方面是互相开放、互相兼容的。它们受到国际公法的保护，不可被故意或恶意干扰破坏。中国在某些特殊领域，如能源、交通和网络等，依靠北斗独立收到的信号实现自主可控的导航定位，有助于防止他国对中国发展的制约。如果我们使用国外芯片制造的接收终端，仍然存在一定风险。

北斗系统在全球市场份额中的渗透率是一个值得关注的问题。当前，GPS在全球市场的地位依然稳固，但北斗在中国市场的渗透率正在逐渐增加。在涉及公众利益和国家安全的领域，国家政策推动北斗系统的应用。随着北斗系统的技术和服务优势提升，其市场份额有望逐渐扩大。

对于如何判断我们是否正在使用北斗系统，普通用户可能无法直接得知。但行业用户可以通过专业手段进行数据溯源，以了解使用的是北斗还是GPS。

当我们谈及商业航天时，美国的商业航天技术为许多国家提供了巨大的支持。在俄乌冲突中，美国的商业航天公司为乌方提供了高清晰遥感影像和野战通信能力。那么，如何构建我们的商业航天竞争力呢？这需要我们在技术创新、市场拓展、政策支持等方面做出努力。我们也需要加强国际合作，共同推动商业航天的繁荣发展。

北斗系统在导航领域正逐步崭露头角，其在时空位置服务中的精准性和便捷性正逐渐受到人们的认可。面对全球商业航天的竞争与挑战，我们需要不断创新、加强合作，以提升我们的竞争力。相对于俄罗斯的传统的兵团作战方式，其暴露性高的致命缺陷显而易见。与此美国的遥感卫星技术与星链卫星技术则源于商业领域，这使得对其进行有效反击变得复杂而困难。

中国的商业航天事业自2014年起步，得到了国家政策的鼎力支持，呈现出迅猛的发展态势。虽然起步较美国晚（美国始于80年代初），但美国的航天发展本身便是全面商业化的，私营商业公司在其中扮演着重要角色，如波音和洛克希德·马丁等。尽管美国航天事业的发展受到了外部环境的刺激，如苏美冷战时期的星球大战计划，但不可否认的是，其商业航天领域仍保持着全球领先的地位。例如，SpaceX公司的猎鹰9号火箭已经成功进行了多次发射，展现了其在可回收型火箭技术方面的领先地位。

面对这样的国际背景，中国也需要加速商业航天的发展。只有充分利用民间的资源，包括资金、技术和场所等，我们才能实现群策群力，开发出具有市场竞争力的创新产品。习总书记在十九大上提出的关于战略科技力量的观点，明确指出了科技在国家发展中的极端重要性。战略科技力量不仅涵盖国家实验室和科学院等国家级科技研究中心，还包括华为、小米等富有国际竞争力的龙头科技企业。我坚信，随着时间的推移，中国商业航天领域必将充满竞争力与创新力，成为国家战略科技力量中的关键组成部分。

至于时空智能，这是人类智慧的生动体现。人类通过认识方位、距离和时间，将三者融为一体。时空智能的发展已经到达了一个相当成熟的阶段，其在很多领域都有广泛的应用前景。例如，出行领域可以通过时空智能优化路线、提高出行效率。蜜蜂等社群性动物的交流智能与时空位置智能为人工智能的发展提供了启示。研究时空智能对于人类文明的进化具有重要意义。

在此基础上，结合物理学和自然科学的理论，时空智能的发展潜力巨大。爱因斯坦的时空理论为我们揭示了时空与物质的关系，而光作为时空统一的量度，为我们研究时空智能提供了新的思路。光的波长和频率作为时空的量度，为我们提供了探索时空智能的新工具。随着科技的发展，我们有望通过光的技术手段进一步揭示时空的秘密，推动时空智能的发展。刘经南认为实现车路协同不能忽视高精地图的价值所在，但同时不能把它当做唯一的解决方案。协同的实现需要整合多种技术和手段，包括车载传感器、无线通信网络、云计算等等。高精地图提供静态基础数据，通过地图匹配算法与其他系统的信息融合与交互协同决策。目前各个区域都已经建立起智能网联汽车测试区，在测试区内对智能网联汽车进行充分测试验证，验证智能网联汽车在各种场景下的安全性、可靠性、舒适性等，高精地图在这些测试中发挥着重要的作用。但测试区不能完全代表实际运营道路环境，协同的实现还需要不断摸索和实践，找到最优的解决方案。实现车路协同需要综合考虑多种因素和技术手段，不能单一依赖高精地图。刘经南表示未来智能网联汽车和智慧交通将会是一个趋势，这离不开时空智能技术的支持，而我国在时空智能技术方面已经走在了世界前列。高精度地图是智能网联汽车和智慧交通建设不可或缺的一环，但还需要更多的技术手段和政策支持来推动整个行业的发展。他也呼吁行业内外人士共同努力，加强合作和交流，共同推动智能网联汽车和智慧交通的发展。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，相信我们能够在不久的将来迎来更加智能、安全、便捷的未来出行方式。

我们的世界是由无数的物质构成的，每一种物质都有自己独特的颜色和性质。这些物质的性质是如何被我们发现的呢？一种重要的方式就是通过观察它们发出的光的波长和频率。比如铁是红色的，钠盐在火上烧时会发出黄色的光，这是因为钠氧化时发出的光的波长和频率正好是黄色的。这就是我们通过光的波长和频率来研究物质性质的基本原理。无论是研究生命、化学、材料还是物理，我们最终都在研究它们的物质结构与性质。时间和空间是我们研究物质能量信息最基本的方式。过去我们可能不太关注物质的性质，但现在，随着现代科学的发展，我们以光信息中所携带的时间和空间信息的质谱仪为研究工具，逐渐挖掘出了物质对我们的利弊，更好地服务于人类的需求，包括健康事业。出行一客从时空智能概念的角度来看，现阶段最主要的应用之一就是高精地图。刘经南认为，高精地图在交通领域的应用只是冰山一角，其在诸多领域都有巨大的应用潜力。比如，在地面通信领域，当5G技术与北斗卫星导航系统成功融合后，全球范围内任何节点的信息传输时间同步基准精准度将达到纳秒级，这将为远程外科手术、工业控制等带来革命性的变革。现代制造业及其运营管控服务已呈现全球分布态势。为了实现散落产品的运管服一体化发展，我们需要精准的全球时间和位置同步或协同控制。时间和空间将成为高新技术提高经济发展质量的关键。对于智能驾驶来说，安全和舒适是至关重要的。高精地图和车载传感器都在保障行驶安全方面发挥着重要作用。高精地图就像一个信息基底，承载着各种基础信息。车载传感器观察到的环境变化会与高精地图的场景匹配，确保安全驾驶。在武汉进行的智能车辆测试场建设展示了如何将北斗和5G技术融合应用于智能驾驶领域。“北斗还将时空信息赋能给通信基础设施”，使通信基础设施能够更好地传输北斗信息。时空关系是处理智能问题的关键依据。只有掌握了准确的时间和位置信息，才能实现精准扶贫、精准医疗等目标。关于车路协同的问题，刘经南认为高精地图是实现协同的重要基础之一，但并非唯一的解决方案。协同的实现需要整合多种技术和手段。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，我们相信能够迎来更加智能、安全、便捷的未来出行方式。未来的智能网联汽车和智慧交通离不开时空智能技术的支持。我国在时空智能技术方面已经走在了世界前列。高精度地图是智能网联汽车和智慧交通建设不可或缺的一环。让我们共同期待这个充满智慧和未来的时代！刘经南在自动驾驶领域的探索中，最先被提及的概念便是单车智能，这一理念由特斯拉的马斯克率先倡导。他坚信，仅凭车载的两个摄像机，再配合尖端的人工智能技术，即可实现所谓的单车智能。特斯拉的自动驾驶车辆在实际应用中，不论是在美国、欧洲还是中国，都频繁发生事故，造成了不少伤亡。

单车智能的概念虽然理论上看似可行，但在实际操作中却面临诸多挑战。它对传感器性能质量的要求极高，不仅价格昂贵，而且极易受到外界环境因素变化的干扰。即便辅以毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达等场景感知设备，仍难以满足安全驾驶的基本要求。超声波雷达主要满足近距离的需求，而激光雷达在雨雾、烟雾等恶劣天气下容易失效，毫米波雷达则在精度和可观察距离上有所限制。即使在技术先进的美国，人们也开始主张引入车联网技术，以解决所谓的V2X问题，即实现车、路、人与环境的协同。

与此中国的研究者们则提出了一种全新的解决方案。他们主张不要将所有负担都压在单车上，而是应该交给公共基础设施来分担。这一方案的核心在于让道路感知系统借助5G网络和北斗卫星系统，构建起一套路侧感知体系。这一体系不仅能感知车辆的运行状态，还能感知周边环境的各种变化，并将这些信息通过云端进行汇总处理，然后向用户发布。

这种全新的车联网系统，就像拥有“上帝之眼”一般，能够及时向用户提供他们无法感知的信息，从而支持行车主动安全。更令人惊叹的是，5G网络和北斗卫星系统还能感知道路面上的精准气象变化。基于这一技术，我们可以对道路下雨边界距离进行精确预测，误差仅有两三米之内，时间误差也不超过两三分钟。甚至，连下雨的雨量也能精确到两三个毫米。如此精准的气象预测，将极大地提高汽车行驶的安全性，避免类似去年郑州暴雨的灾难发生。

这种全方位、高精度的环境气象预测，源于北斗卫星强大的感知大气中水汽含量的能力。卫星数据能够通过分析每条电波射线的弯直程度，结合大气中水汽含量的多少和三维位置变化的关系，进行精准的气象预测预报。这不仅为用户提供了更为安全、可靠的行车环境，也为北斗 5G精准气象预测预报技术的进一步发展提供了广阔的空间。这一技术仍有许多难点需要我们去攻克。

（感谢高柯夫对本次专访的大力支持与帮助）

在探索自动驾驶的未来之路上，无论是单车智能还是中国方案的车联网技术，都面临着各自的挑战与机遇。而正是这种不断探索、不断创新的精神，推动着人类社会的进步与发展。（END）

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责编 | 王静仪