算力时代的大国重器!突破核心技术的北斗短报文

  浏览量2024-03-26 作者: 电源纹波

  随着北斗卫星导航系统建设步入快车道,相关关键技术全面突破,北斗卫星导航定位在应用方面早已走向普通民众生活。但在全球四大卫星导航系统中,中国的北斗卫星除了导航定位之外还有个独门绝技,那就是短报文。

  看似陌生的“短报文”,形态其实和我们常用短信一样,只不过北斗短报文不需要运营商的网络就能收发,就算遭遇自然灾害也不会有失联的担忧。

  从层层星云中的“高大上”到“接地气”,北斗已经走了二十余年,就在今年年内,首批支持北斗短报文通信功能的手机产品即将上市,又能否给大众带来新的惊喜?

  北斗卫星导航系统(BDS,BeiDou Navigation Satellite System,以下简称:北斗系统)是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo卫星导航系统并称为全球四大卫星导航系统。

  尽管在大多数民众脑海里,提起定位导航,首先想起来的仍是GPS;对于大多数80后、90后、00后,对北斗的了解还停留在教科书里那段简单的描述。事实上,脱离教科书,北斗卫星早已经润物细无声地影响着我们生活的方方面面,除了提供传统意义上的导航服务以外,还在个人位置服务、气象应用、道路交互与通行管理、海运和水运、航空运输、应急救援和精准农业等方面有更广泛的应用。

  比如用北斗卫星放牧,只要在牛羊脖子上套个用芯片、绑带和太阳能电池板组成的项圈,就可以精准定位牛羊位置,找到走丢的牛羊。据悉,北斗系统已经为70%入网的智能手机用户更好的提供了服务。

  不过在本届智博会中国兵器工业集团展台中,北斗最受关注的成果,是一枚小小的芯片。

  这是中国兵器工业集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国电子科技集团有限公司以及中国自主研发的手机厂商,联合研制的国内首颗手机北斗短报文通信射频基带一体化芯片(下称“短报文芯片”)。这枚芯片的成功研制意味着,短报文芯片可以集成于智能手机终端内,有助于短报文功能在大众消费领域的推广。

  “以往大家传送信息只能通过移动通信信号,但在一些特殊场景下,比如通信设施损毁、或者信号覆盖弱的区域,信息传输就无法实现。”中兵北斗卫星通信有限公司市场总监闫邢介绍,短报文功能大众化,可以保证用户在紧急情况下能通过北斗卫星信号传递信息,这为用户提供了一种保底通信技术手段,“只要手机有电,无论是地震还是洪水,只要在开阔的条件下对着卫星就可以互相发送短报文。”

  自上世纪90年代开始,我国北斗系统启动研制,按三步走发展战略:先有源后无源,先区域后全球,先后建成了北斗一号、北斗二号、北斗三号系统。

  2020年7月建成的北斗三号系统继承了北斗有源定位服务和无源定位服务两种技术体制,在全面兼容北斗二号短报文服务基础上,将服务容量提升10倍,用户机发射功率降低10倍,短报文服务能力大幅提升。比如,北斗二号短报文只能发送120个字,到了北斗三号已经达到了1000字。

  通俗来讲,平时我们用手机发短信,手机要通过基站提供服务,而“北斗”就是太空中的基站,向地面发送的“短报文”可以理解为来自太空的短信。

  北斗三号的24颗地球中圆轨道(MEO)卫星、3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和3颗地球静止轨道(GEO)卫星构成了全球网络,这使得北斗三号全球导航系统对于边远地区的定位精度有着显著的提升。任何一个地方传送的数据都可以通过这一网络相互传递,再传到中国国内的地面站。

  如今,太空有55颗北斗导航卫星,分布在3种不同类型、不同高度的轨道,执行的任务也不相同,配合起来已经能保证在亚太区域内实现更高的定位精度。不仅如此,这55颗卫星之间,还会“说话”,这归功于北斗卫星导航系统的新功能:星间链路。

  星间链路是航天器与航天器之间具有数据传输和测距功能的无线链路,相当于卫星之间的“微信”。星间链路可实现卫星之间的双向精密测距和通信,从而能够进行多星测量,自主计算并修正卫星的轨道位置和时钟系统。

  “用户终端的信息不是发送到地面,而是直接到天上相应的‘北斗’。接收后,天上的北斗可以互通有无,再转发到地面。”中国科学院高能物理研究所曾发文分析,这样一来,不管你在哪儿,北斗都始终关注着你。

  这也意味着,北斗系统不仅可以知道自己在哪,还能告诉别人“我在哪”。闫邢解释,除了文字信息之外,每条短信后都会带有发送人的位置链接,直接点进去就能看到发送者的位置信息,有助于应急搜救状态下的救援活动,守住应急通信的“最后一公里”。

  不过这一功能一度被贴上昂贵的标签,难以惠及普通民众。此前,如果想使用北斗短报文功能需要专用设备,这些设备价格昂贵、携带不便,常用于应急通信、紧急救援、防灾减灾、海洋渔业等行业领域。

  想要扩大北斗应用规模,大众化是必经之路。“世界上很多国家的手机生产厂商都在探索大众手机支持卫星通信能力,北斗短报文通信服务率先实现融入大众智能手机,标志着北斗特色服务从行业应用迈入大众应用发展新阶段。” 北斗系统总设计师杨长风曾在接受北斗网专访时说道。

  国内卫星导航产业规模巨大。中国卫星导航定位协会发布的《2022中国卫星导航与位置服务产业高质量发展白皮书》称,2021年国内卫星导航与位置服务产业总体产值达到4690亿元,较2020年增长16.29%。

  其实在北斗二号建成后,国家就慢慢的开始在重点车辆监控、船舶监测、水利等行业领域推广北斗应用,并初具规模。

  2022年1月17日,工信部发布的《关于大众消费领域北斗推广应用的若干意见》提出,要针对大众消费领域应用需求,重点突破短报文集成应用,快速推进高精度、低功耗、低成本、小型化的北斗芯片及关键元器件研发和产业化,提升供应能力。

  在定位领域,北斗大众化推广迅速。国家发改委披露的多个方面数据显示,2021年,国内智能手机出货量中支持北斗的已达3.24亿部,占国内智能手机总出货量的94.5%。

  除了手机终端有望实现手机“不换SIM卡、不换手机号、不增加额外设备”就能享受北斗短报文和移动通信服务之外,短报文芯片还能集成在可穿戴设备中,以低廉的成本实现通讯功能。

  海通证券觉得,随着北斗短报文业务在消费市场的不断渗透,短报文芯片需求将会大幅度提升,有望成为新增长点。其行业分析师预计,到2025年,中国短报文芯片市场有望达到30亿元。返回搜狐,查看更加多

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