看待所謂的“北斗掉線”問題需要理清這些誤解

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2020年6月23日9時43分北斗三號最后一顆全球組網衛星在西昌衛星發射中心成功發射。從2000年北斗一號的首星發射到北斗三號的末星入軌的20年間中國航天人用他們的集體智慧戰勝了無數的艱難險阻才終于完成了這一宏偉的航天工程。然而我們真的充分了解北斗系統究竟是什么嗎?近日所謂的“北斗掉線”成為了社交媒體討論的焦點。其實“北斗掉線”這個很不嚴謹的概念在相當程度上是出自于誤解。

看待所謂的“北斗掉線”問題需要理清這些誤解

北斗系統的全稱為北斗衛星導航系統(英文名稱:BeiDou Navigation Satellite System,簡稱BDS)。北斗衛星導航系統是由我國獨立自主建設的開放兼容的巨型復雜航天系統。去年北斗收官衛星發射時我就寫過與北斗相關的文章。那時我就發現其實很多人對北斗系統都存在或多或少的誤解。今天我就為大家一一盤點比較常見的誤解,同時對這些誤解一一做出解釋。

誤解之一:我們從去年才開始使用北斗

隨著2020年6月23日北斗導航衛星組網中最后一顆衛星的成功發射意味著中國北斗三號導航衛星系統已全面部署成功。至此北斗三號全球衛星導航系統部署比原計劃提前半年全面完成。今年6月23日北斗收官之星的成功發射標志著全部組網工作的最終完成,意味著北斗導航系統真正具備了全球覆蓋能力,不過在此之前北斗的某些功能實際上就已開始得到應用了。

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早在2000年北斗一號系統就已開始提供部分服務,2012年北斗二號開始為亞太地區服務。2008年的汶川抗震救災中就曾使用過北斗的“短報文”功能。在武漢火神山、雷神山醫院的建設過程中北斗高精度定位設備的火速馳援確保了工地大部分放線測量一次性完成,從而實現了高精度定位、精確標繪,向世界展現了十天建成一座醫院的中國力量。由此可見其實我們早就在使用北斗系統了。

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當然剛才提到的這些都是國家宏觀層面的使用。事實上北斗系統在早期的應用的確是優先服務于軍事領域和國家大型公共工程,不過目前我們普通老百姓日常所用的手機也早已開始使用北斗了。2015年后出產的國產手機基本上都是兼顧北斗導航服務的。目前我國市場上的智能手機和各種移動終端設備大體分為兩類:安卓機型普遍都已實現了兼顧北斗導航服務,而蘋果機型則不支持北斗。

誤解之二:北斗在我國會取代GPS

很多人有這樣一種疑惑:既然我國現在已經有了自己的北斗系統,那么為什么我們的手機上還顯示著GPS呢?如果說以為我們從現在才開始使用北斗是一種誤解,那么其實我們對GPS同樣也是存在誤解的。盡管我們常把GPS掛在嘴邊,然而不少人未必真了解這一詞匯的含義。GPS是全球衛星定位系統(Global Positioning System)的英文縮寫,所以GPS的本意就是指的全球定位。

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嚴格意義上美國的全球定位系統、中國的全球定位系統、俄羅斯的全球定位系統、歐盟的全球定位系統都屬于GPS的范疇,只不過由于美國的全球定位技術起步最早,所以美國就堂而皇之把自己的全球定位系統稱之為GPS。美國的GPS系統很早就已投入市場,幾乎所有國家都曾使用過該系統,而當時的美國基本也在該領域實現了壟斷。這也就使“GPS”一詞同時具有了廣義和狹義兩層含義。

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廣義的GPS就是指的全球定位,是一個涵蓋美國的全球定位系統、俄羅斯的格洛納斯系統、歐洲的伽利略系統和中國的北斗系統四大導航系統的寬泛概念;狹義的GPS則特指美國的全球定位系統。現在手機所顯示的GPS并不是特指美國版的GPS,而是同時兼容四大全球定位系統。其實我們根本無需糾結自己的手機所顯示的是“GPS”還是其他,只要知道在2015年之后出產的國產手機早已開始使用北斗即可。

誤解之三:外國人不能使用北斗

2020年7月31日中國外交部發言人汪文斌在對外發言中說:“北斗不僅是中國的北斗,也是世界的北斗,既服務中國,也服務世界”。從2012年起北斗二號就已開始為亞太地區服務。2013年我們和巴基斯坦簽訂了協議,從而將北斗衛星導航系統引入到巴基斯坦。目前我們已在巴基斯坦建立起了北斗導航系統地面站網。北斗導航衛星網絡早已覆蓋了巴基斯坦第一大城市卡拉奇以及其他周邊地區。

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網上有些人所熱衷炒作的“外國人能不能用中國的北斗系統”其實根本就是一個不存在的偽命題,因為實際上全球半數以上的國家早就已在使用我們的北斗系統了。如今北斗衛星導航系統已在東盟、南亞、東歐、西亞以及非洲等地得到了廣泛的認可。在這些國家的土地權利確認、農業精準化、數字化建設、機場定時服務、車輛和船舶的監控和管理以及智能港口管理系統中到處都可以看到中國的北斗衛星導航系統的影子。

誤解之四:手機連接北斗需要下載專門的APP

手機介紹里一般都會列出會支持哪些定位。目前華為手機支持的定位有: GPS(L1 L5雙頻)/AGPS/GLONASS/北斗(B1I B1C B2a三頻)/ 伽利略(E1 E5a雙頻)/QZSS(L1 L5雙頻)/ NavIC。小米手機支持的定位有:北斗: B1I B2a 丨 GPS :L1 L5 丨 Galileo: E1 E5a 丨 GLONASS: G1 丨 QZSS: L1 L5 |AGPS等。由此可見目前國產手機大多是同時兼容包括北斗系統在內的多種導航系統的。

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幾年前世界四大定位系統就簽訂了民用信息共享的協議:四大系統共同為全球服務。我們的手機在接收衛星信號時四大系統中哪顆衛星信號最強就接收哪顆衛星。如果你所在的位置北斗信號較弱,那么你手中的定位設備就會自動轉成GPS(狹義)導航;反過來如果你所在的位置GPS(狹義)信號較弱,那么你手中的導航設備也會自動轉成北斗導航系統;有時也可能轉成俄羅斯的格洛納斯系統或歐盟的伽利略系統。

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手機定位其實并不用人工干預使用何種定位系統,導航過程中會使用多款導航系統聯合定位。也就是說用手機導航時其實并不需要人工干預選擇具體某種系統。如果某地區某款衛星表現不好,那么定位設備就會自動選擇使用另外一種導航系統進行定位,所以我們在使用導航時其實并不需要專門下載北斗導航,只需要繼續使用原來的高德地圖、百度地圖、騰訊地圖即可,因為它們都是支持北斗系統的。

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大家不妨想想我們平時是用百度地圖、高德地圖等APP導航,那么你見過百度發射過自己的導航衛星嗎?還有以前我們沒有北斗時用GPS(狹義)導航,可有誰見過GPS的APP長什么樣子嗎?只要你的手機或終端可以接收北斗信號,那么就可以使用北斗導航系統,根本不需要去下載任何專門的APP。你原來是怎么導航的,那么現在還是一樣操作即可。

誤解之五:北斗系統是否收費

其實不管是美國的GPS還是中國的北斗衛星導航都是要收費的,只不過其收費的模式并不是所謂的租貸,也沒什么網絡費、使用費。那么究竟靠什么收費呢?答案是靠芯片。芯片是專門用來接收衛星信號的。當你需要導航時就是芯片在發揮作用。事實上你所購買的手機、汽車上面本身就安裝有導航軟件和芯片,所以相關費用實際上已包含在你購買手機、汽車的費用之中。

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無論外國人、中國人如果只是單純使用北斗導航是免費的,可如果要使用含有北斗芯片的手機、汽車等產品就需要花錢了。舉一個最淺顯的例子:以前你打開手機使用GPS時給美國政府交過費嗎?那么現在使用中國的北斗系統同樣也是免費的。現實中之所以有些人會形成使用北斗要交費其實是混淆了北斗系統和北斗產品的概念:盡管單純使用北斗系統是免費,然而使用含有北斗芯片的產品并不是免費的。

看待所謂的“北斗掉線”問題需要理清這些誤解

手機用戶認為使用北斗系統定位要收費很多是因為受了一款名為“北斗地圖“的APP誤導。我在上文已提過使用北斗系統并不需要下載專門的APP,所以手機商城里那些帶有“北斗”字眼的導航APP其實全都是打著北斗的招牌從老百姓口袋里收錢。大貨車的定位記錄儀其實和手機APP也有些相似:生產貨車定位記錄儀的商家盡管給自己冠以“北斗”字樣的名稱,然而實際上與北斗衛星并無直接的聯系。

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北斗衛星導航系統自建成開通以后就面向全球提供免費的導航、定位、授時等服務,然而實際的使用還是要通過第三方的軟件或硬件。大貨車北斗衛星定位裝置、北斗短報文通信終端抑或是其他終端產品都是通過企業的開發。這些產品在本質上是由自負盈虧的企業自主開發生產的商品,和提供免費服務的北斗系統完全是兩回事。既然這些“北斗產品”在本質上是商品,那么也就不可能是免費提供的。

誤解之六:何謂“北斗掉線”?

這里我們不討論個人操作等實際情況,如果單純從技術上看“北斗掉線”可能有兩種原因:一是衛星導航系統的信號的問題;二是企業生產的設備存在問題。信號的脆弱是全球衛星導航系統(GNSS)天然存在的漏洞:包括中國北斗、美國GPS在內的全球衛星導航系統由于軌道高度較高以及環境段里的各種干擾等各種原因導致衛星信號傳送到達地面時就比較脆弱了。

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這是任何一種導航系統都存在的世界性難題。包括我國在內的世界各國為解決這一難題都采取了一些措施:目前大部分的定位裝置都會結合地面基站做信號加強,另外上文提到的全球四大定位系統民用信息共享也是為解決某一系統在特定地區信號偏弱的問題。現在所提到的“北斗掉線”這個概念其實是很不嚴謹的,因為這會使人誤以為是“北斗衛星掉線”。

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據相關業內人士表示:“北斗衛星導航系統有幾十顆衛星會24小時源源不斷在發射信號。即使其中一顆過境時收不到信號,那么其他的衛星也會繼續輸送信號”。退一步講即使真出現了北斗系統信號不好的狀況,那么最終影響的會是一大片區域,絕不可能只影響某一輛貨車的單一設備。“這一大片區域”可以是方圓幾十平方公里,也可能是整個省都無法收到信號。所以如果導航系統自身出現問題是根本瞞不住的。

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上文已提到貨車的北斗衛星定位裝置是企業自行開發的。事實上目前我國的定位記錄儀市場還并不是很規范:目前這一行并沒一個全國統一的軟件平臺,那些打著“北斗”旗號的記錄儀生產廠家其實都是各自開發的。在這種缺乏統一標準和監管的情況下設備出故障其實一點都不奇怪。每個商家算法、性能都會有所差異,因此就需要相關部門定期對企業的產品進行抽查。

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2020年12月交通運輸部發布的《關于公布2020年度道路運輸車輛北斗導航車載終端和電子不停車收費設備產品質量監督抽查結果的通知》顯示:在北京、上海、浙江、福建、河南、山東、廣東、陜西8個省(市)抽取27家企業生產的30個批次的產品中最終確定合格樣品19個、不合格樣品8個。抽樣合格率為70.4%。在此之前的2014到2018年抽查合格率分別為82%、86%、80.6%、94.1%、97.6%。

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2020年的70.4%的合格率顯然比起前幾年有了明顯的下滑。造成這一下滑現象有一個很重要的原因:去年北斗收官之星發射后全國人民都在關注此事,所以一大批生產商也就蹭著熱點進入了這個市場。這些蹭熱點進入市場的生產廠家各自的技術水平良莠不齊,所以直接導致北斗終端產品的合格率由前兩年的97.6%跌到70.4%。北斗定位設備的推廣普及是行政強制命令和車輛年審綁在一起的。

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在一刀切的政策要求下北斗定位設備的功能千篇一律,因此在低價競爭的狀態下不時有以次充好的情況發生。即便某家設備企業生產出了能讓司機有那么丁點獲得感的智能化設備也難以推廣。因為大家想的都是只要滿足監管即可,至于產品的質量其實真沒多少人關心。這些設備不僅在質量上缺乏統一的標準和監管,而且在價格上也缺乏統一的標準。目前這些設備在網上的售價從一二百到五六千元不等。

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既然全國各地有多達2000家以上的這種設備生產企業,那么由此可見這種設備的生產門檻其實并不高。個人估計這種設備的成本價充其量可能也就三四百元。然而在有些地區這一行業有壟斷嫌疑,所以實際上大卡車司機統一購買時會比較貴。進入這一行業需要各種資質證明:通常一套下來需要幾十萬元。其實也可以掛靠在其他公司名下成為分公司的形式經營。因此出現了很多這種掛靠公司,也出現了服務不到位的情況。

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