【劉玲】綜合PNT體系如何助力航運高質(zhì)量發(fā)展

 

  2020年北斗導航衛(wèi)星實現(xiàn)全球組網(wǎng)，北斗規(guī)模應用已經(jīng)進入了市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展的關鍵階段。以北斗為核心的綜合PNT技術(shù)是未來發(fā)展方向，建立從深空到深海全域無縫的PNT基礎設施體系，可以充分滿足船舶航路導航、通信、低能見度下安全進入港口、安全應急等航運需求，以北斗為核心的綜合PNT體系已經(jīng)深入融合到航運系統(tǒng)運營中，在航運的組織保障中發(fā)揮著重要作用。

  PNT體系（位置、導航和定時系統(tǒng)）對于我國航運體系的建設至關重要。通過PNT技術(shù)，可有效為船舶提供航行定位導航、監(jiān)控、電子圍欄報警、實時船岸通信、應急搜救等功能，實現(xiàn)船舶精準航線規(guī)劃、安全避碰、港口進出以及海洋資源開發(fā)，提高航行安全性和效率，推動航運行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展和提升整體競爭力。中國工程院院士楊長風在2019年提出，“到2035年，要構(gòu)建一個以北斗系統(tǒng)為核心的國家綜合PNT體系，這個綜合PNT體系就是國家綜合定位、導航、授時的一個時空信息領域的體系化構(gòu)建。”因此，深入探索PNT融合的新時代智慧航運服務模式，推進關鍵核心技術(shù)突破和水上綜合PNT系統(tǒng)建設應用，統(tǒng)籌構(gòu)建國家綜合PNT體系，早日形成自主時空戰(zhàn)略能力，具有重要戰(zhàn)略意義。

 

  與航運系統(tǒng)深入融合

 

  隨著交通運輸行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化的發(fā)展趨勢愈加明顯，交通行業(yè)對北斗系統(tǒng)的應用需求加速釋放，國家相關部委先后頒布重要政策，積極推動北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用和PNT體系建設。2021年先后頒發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》《關于科技創(chuàng)新驅(qū)動加快建設交通強國的意見》均提出了相關的發(fā)展方向。

  航運發(fā)展方面，衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)可以幫助船舶更好地進行導航定位、航行控制和應急處置。近年來，北斗作為國產(chǎn)衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，已經(jīng)逐漸成為各種航運工具不可或缺的配置。目前遠洋船舶運輸船舶大多安裝多模主用北斗船用終端，主要功能是在特殊海域或交戰(zhàn)區(qū)域GPS信息不準確或缺失的情況下作為定位導航應急和兩套導航定位系統(tǒng)相互驗證；內(nèi)河運輸船舶北斗定位終端正在全面推廣應用，全國已有近1000條內(nèi)河航道安裝了基于北斗技術(shù)的內(nèi)河航道管理系統(tǒng)，通過電子海圖產(chǎn)品及北斗導航定位終端，用于獲取船舶實時船位，形成北斗短報文發(fā)送岸基服務器，保障航行安全。長江干線北斗增強系統(tǒng)基準站和水上助導航設施數(shù)量超過13106座，三峽航道管理局正在推廣應用新版北斗終端遠程申報APP，加強對“四客一危”重點船舶和“四灘一彎一關”重點水域的安全監(jiān)管；港口運輸全國已有近200個港口安裝了基于北斗技術(shù)的港口管理系統(tǒng)。

  衛(wèi)星通信方面，覆蓋地球70%以上的海洋區(qū)域是地面通信的盲區(qū)，衛(wèi)星通信互聯(lián)網(wǎng)低成本、廣覆蓋，具有天然的優(yōu)勢；從應用場景來看，隨著太空旅行等人類探索太空步伐的加快，星際間通信需求不可或缺，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在航運領域具有廣闊的應用前景。我國的高通量衛(wèi)星、天通、亞太和正在發(fā)展的低軌衛(wèi)星正在積極融入綜合PNT體系建設中，保障航運的正常通行和應急管理。目前我國高通量衛(wèi)星已覆蓋中國全境及周邊地區(qū)和水域、東亞、東南亞、南亞部分地區(qū)、太亞洋和印度洋部分區(qū)域及中美航線等，廣泛應用于航空機載寬帶、船載應用、應急通信等領域，為我國及“一帶一路”沿線航運相關領域提供高速的互聯(lián)網(wǎng)接入服務。未來，低軌衛(wèi)星星座將為全球提供“空天地海一體”的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信服務。此外，北斗短報文是北斗導航定位系統(tǒng)的特色功能，具有通信抗干擾能力強、設備性價比高的特點，也成為海上通信的一種重要手段。北斗短報文已于2022年11月11日通過決議，通過北斗報文服務系統(tǒng)加入全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS），未來也將廣泛應用于航運應急搜救中。

  我國的高分遙感衛(wèi)星也是綜合PNT體系中重要的組成部分，對于大范圍海上運輸，高分辨率遙感影像可提供大范圍、高精度、高準確性的地面海洋觀測成像數(shù)據(jù)，通過高分遙感影像在關鍵時刻可以保證航線的準確無誤。

  為保證綜合PNT體系與全球航運體系融合，目前我國正在構(gòu)建功能強大、信息源豐富的國家綜合PNT基礎設施，建設深空導航星座和深海聲吶信標網(wǎng)絡系統(tǒng)，為遠洋深海用戶提供PNT服務；加強地基低頻和甚低頻長波PNT臺站建設，作為北斗全球PNT服務的重要備份；地基5G基站也可作為境內(nèi)重要基礎設施的備份PNT服務系統(tǒng)。未來，國家PNT基礎設施體系將為全球智慧航運高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的信息網(wǎng)絡基石。

 

  應用過程中仍具挑戰(zhàn)

 

  一是國際形勢復雜，國際航運存在極大風險。如今，中美之間大國博弈持續(xù)，俄烏沖突仍然進行，中東巴以沖突重啟，索馬里海盜依然猖獗，國際形勢極其復雜。缺少自主可控的衛(wèi)星導航定位對于航運尤其國際運輸存在極大風險，對國際航運的安全性、效率和應急響應能力產(chǎn)生負面影響，我們必須自主研發(fā)自己的導航技術(shù)。

  二是航運導航定位通信終端安裝率不高且單北斗終端產(chǎn)品占比較低。目前，受限于各種因素，北斗終端在航運運輸工具中安裝比例較低。以中交集團船舶系統(tǒng)為例，數(shù)據(jù)表明，自有加租賃船舶共有1081艘船舶，導航定位裝置安裝586艘占比54.2%。其中國外項目自有加租賃船舶368艘，安裝導航定位裝置135艘僅占比36.7%。船舶安裝無單北斗終端產(chǎn)品，導航定位多數(shù)為多模非主用北斗導航定位終端，仍然存在少量單GPS終端產(chǎn)品。

  三是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在海外航運應用受到限制。北斗短報文服務范圍受限，目前北斗區(qū)域短報文僅能服務于東亞全境、東南亞、南亞的大部分國家、中亞、西亞的少數(shù)國家，并且短報文上行頻率與銥星存在相互干擾，尚未解決國際頻率協(xié)調(diào)問題。同時，北斗國際標準建設滯后，存在北斗國際標準體系建設滯后及技術(shù)兼容問題，在已有的國際標準修訂、制定、決策等工作中的影響力、話語權(quán)不強，目前尚未進入國際標準化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC），面對已有的衛(wèi)星導航應用體現(xiàn)北斗服務優(yōu)勢的難度較大。

  四是國產(chǎn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展短板明顯。中國衛(wèi)通的在軌通信廣播衛(wèi)星覆蓋境內(nèi)及亞太地區(qū)，但遠洋區(qū)域服務尚需與國際衛(wèi)星運營商合作。此外，現(xiàn)有的國際標準也存在與我國自主衛(wèi)星通信服務不兼容的問題，國內(nèi)的船舶短期內(nèi)無法實現(xiàn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的全自主替代。

 

  關于今后發(fā)展的建議

 

  形成對航運領域北斗終端應用的督導通報機制。一是落實督導，建議將北斗在航運領域的應用列入北斗工作小組年度工作任務，針對重點船舶要將單北斗使用列入指標中，定期對航運企業(yè)北斗應用情況進行調(diào)度督導，對在重點任務按期完成、新增北斗應用場景、取得北斗技術(shù)專利、獲得北斗技術(shù)應用省部級以上獎項、拓展北斗產(chǎn)品應用規(guī)模、培養(yǎng)北斗技術(shù)應用人才等方面取得成績的航運企業(yè)檢查通報，對存在問題的企業(yè)進行指導和整改，確保北斗系統(tǒng)的正常、安全使用。二是開展調(diào)研評估。從技術(shù)攻關、標準制定、檢測機構(gòu)、產(chǎn)品供給等方面開展重點企業(yè)調(diào)研評估，找準問題癥結(jié)，形成調(diào)研報告，推動工作落實落地。

  提升北斗終端產(chǎn)品在海內(nèi)外的知名度和認可度。一是加強行業(yè)認可，可以組織相關企業(yè)之間的經(jīng)驗交流與合作，促進北斗系統(tǒng)在航運領域的良好實踐和經(jīng)驗分享，提升整個行業(yè)對北斗系統(tǒng)的認可和應用水平。二是強化宣傳國際推廣，用好政府各類宣傳載體和平臺，加強北斗特色服務科普和宣傳推廣力度；推動航運企業(yè)積極參與北斗規(guī)模應用國際峰會、中阿北斗合作論壇等活動，發(fā)布應用場景和解決方案，打造國際優(yōu)勢品牌。三是積極對外發(fā)聲，推動航運企業(yè)積極參與國際電信聯(lián)盟（ITU）、國際標準化組織（ISO）等國際組織相關活動，積極發(fā)聲并提報有關技術(shù)規(guī)范標準，促進北斗走向國際規(guī)模應用。

  建議政策上加大對單北斗芯片及模塊的研發(fā)力度?；谀壳皢伪倍沸酒澳K可選資源較少，成本普遍較高，且產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性尚未經(jīng)過下游終端產(chǎn)品的批量驗證，行業(yè)應用并不成熟的現(xiàn)狀。建議從政府層面大力推動北斗芯片及模塊的開發(fā)及驗證，并對積極選用單北斗定位芯片或模塊形成終端產(chǎn)品的下游企業(yè)，給予一定的政策性及經(jīng)濟性支持，以降低下游企業(yè)推廣使用單北斗定位技術(shù)的前期投入及產(chǎn)品風險，提升其參與落地的積極性，從而加快單北斗芯片及模塊技術(shù)的成熟度，促進單北斗定位終端在航運領域的推廣應用。

  建議從政策上對航運企業(yè)北斗創(chuàng)新應用提供保障。一是加大制定相關的指導文件，明確北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在航運領域的應用要求和標準，包括船舶裝備要求、使用規(guī)范、數(shù)據(jù)安全等方面的規(guī)定，以指導航運企業(yè)規(guī)范使用北斗系統(tǒng)。二是組織開展北斗系統(tǒng)的技術(shù)支持和培訓工作，向航運企業(yè)提供北斗系統(tǒng)的技術(shù)知識、操作技能培訓，幫助航運企業(yè)更好地理解和應用北斗系統(tǒng)，加強對北斗導航系統(tǒng)人才隊伍建設，培養(yǎng)更多高素質(zhì)、高水平的北斗導航系統(tǒng)人才，推動以北斗導航系統(tǒng)為核心的PNT體系的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。三是提供設備更新補貼，為了推動航運企業(yè)應用北斗系統(tǒng)，交通運輸部可以考慮給予航運企業(yè)一定的設備更新補貼或資金支持，鼓勵航運企業(yè)更新船舶單北斗導航設備，推廣北斗系統(tǒng)的使用。

  加強航運系統(tǒng)國產(chǎn)衛(wèi)星通信服務保障能力。一是加快提升國產(chǎn)衛(wèi)星通信服務保障能力。有關企業(yè)應加快衛(wèi)星發(fā)射頻度，擴大衛(wèi)星應用覆蓋范圍；服務應面向行業(yè)用戶需求，解決實際問題。二是加快提高國產(chǎn)衛(wèi)星通信技術(shù)裝備水平。國家有關行政主管部門應對國產(chǎn)衛(wèi)星通信安全與創(chuàng)新應用加大扶持政策力度；鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，開展典型工程示范。三是加快完善應急通信保障體系建設。政府牽頭、企業(yè)為主體，加強融合應用，強化標準制定，形成聯(lián)動機制；鼓勵企業(yè)組建衛(wèi)星應用保障專班，提供專業(yè)服務。

注：本文轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡，不代本站立場，若有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除！