专访刘经南院士：全球四大卫星导航系统里，中国斗极更好 | 《财经》特稿

人无我有，相较于同类产物，斗极除了有定位系统标配的根底功用之外，还能在卫星之间通信、互相测距，并撑持笼盖全球的星地双向通信

文 | 《财经》记者 施智梁 练习生 李金津

编纂 | 李皙寅

刘经南行色渐渐，2022年9月下旬刚获得了行业协会授予的卫星导航定位末身成就奖，就从郑州赶回武汉，参与了电动汽车百人会举办的中国新能源汽车开展高层论坛。在智能化范畴开展得如火如荼的汽车工业，离不开高精地图和卫星导航定位。

在《财经》记者面前的那位七旬老者，是武汉大学传授，曾任武汉大学校长和昆山杜克大学校长、国度“973方案”参谋组专家，现任国度卫星定位系统工程手艺研究中心主任。1999年，他被选为中国工程院院士，是中国在全球卫星导航系统（GNSS）手艺利用和工程范畴的学科带头人，也是中国卫星导航定位工程利用范畴的开辟者。

刘经南。图/受访者供给

在业内看来，同类产物中，斗极更有优势，不只拥有导航、定位、授时那三个所有定位系统都有的根底性功用，还在所有天上卫星之间，有通信和彼此测距功用，以及笼盖全球的星地双向通信短报文。相关于GPS等其他三大卫星导航系统可谓是独领风骚。据刘经南介绍称，斗极已在中国逐渐替代GPS发扬感化，在国际上也已在一百多个国度妥帖利用。好比用在手机、电子导航地图和“一带一路”国度的货运监管等方面。

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刘经南认为时空智能是所有动物特殊是人类智能和伶俐的核心智能。人类熟悉方位、熟悉间隔、熟悉时间，并将三者融为一体。《周易》里面第一句话“看乎天文，以察时变；看乎人文，以化成全国”恰是表现了人类的时空认知活动对人类文明进化的感化。

那一概念与通俗人的生活其实不远远，陪伴空间时间的越发精准，将在科学、医疗、工业掌握等范畴上引起浩荡改变以至是倾覆性改变，如：长途外科手术、跨国工业数字化消费长途掌握都将逐步走进现实。

贸易航天正逐步变得更有合作力与立异力，可被视做国度战术级的科技力量之一。对此，刘经南认为，要推进贸易航天开展，就要足够操纵民间资本，才有期看做出有合作力的立异产物，鞭策战术科技力量的开展。

以下是《财经》记者在论坛间隙对刘经南院士做的专访，略有删省。

热度渐起，斗极的财产化之路

《财经》：投资界对您如许的业内大咖存眷逐步升温，您有如许的觉得吗？

刘经南：有那种现象。固然我不太领会贸易，但领会国度间科技实力合作情状。我们搞科技的和搞高手艺财产化的对贸易久远合作力提拔范畴认知较为超前，在贸易投资标的目的灵敏性上有必然影响，因而投资部分经常来联络我们，包罗国内的私募、公募基金，有些重点企业指导还会特地带着专题来学校逃求交换。

《财经》：他们如今最感兴致的是什么？

刘经南：找我征询次要就是斗极财产及可利用斗极手艺的财产方面的需求情状。他们比来兴致点集中在汽车行业。当然，在汽车范畴，斗极将来不论是汽车自己，仍是相关基建，如道路、5G+斗极、车联网、交管等都需要精准的位置、时间信息。目前，世界上同时供给精准时间、精准位置手艺的，只要斗极（中国）、GPS（美国）、伽利略（欧盟）如许的卫星导航定位系统。而我在国内比力早投身于此。

《财经》：斗极财产化是国度“十四五”规划中明白提出的标的目的，目前斗极财产化方面有如何的特征？将来还有什么空间？

刘经南：好问题。斗极的财产链比力长，从手艺角度讲芯片是根底，芯片能做成领受机，领受机就能够用到各行各业，不但是工业范畴，包罗社会办事范畴、政府治理范畴，都需要时空信息的产物。与此相关的还有地图，如今导航电子地图，将来的主动驾驶、智能驾驶、高精地图，地图自己就是一个很大的财产，摘集道路信息要根据必然的原则把它造形成通俗人能看懂的，以至还要机器看懂的产物。固然各行各业需求差别，但基于斗极末端和利用还需要有各行业的利用软件，软硬件连系可以称心各业态的需求。

斗极将来开展空间其实很普遍，因为斗极所能供给的时间、空间信息能够说是人类保存最根本的信息，人类的活动离不开空间和时间。人类最早熟悉外界的手艺和常识就是空间、时间，行走往找资本、找食的、找水饮，那就要晓得水在哪里，能食的工具在哪里，就要行。通过行来处理位置、定位，什么时间，到哪里，可以到哪里，不只是人，动物也是如斯。在信息时代，我们需要高手艺搀扶帮助获取愈加快速愈加切确的时空位置信息，来称心人们对物量、能量及其信息的需求。例如：斗极与新型根底设备合成构成合成型根底设备，有斗极+5G、斗极+物联网、斗极+工业互联网、斗极+电力网、斗极+油汽输送网、斗极+算力网等等，即斗极系统赋能新型根底设备精准时空位置办事才能。那些合成型根底设备成立响应办事平台，给相关行业和范畴供给多种时空位置需求的办事，使其办事愈加精准、愈加便当、愈加智能和伶俐。能够说，空间只受人类想象力的限造。

《财经》：出格想问一下导航方面，斗极在导航方面和GPS比拟若何？美国能不克不及卡我们的脖子？

刘经南：我们在全球的一些处所对斗极定位导航的精度停止了测试，得到如下熟悉：斗极功用多于其余三大卫星定位导航系统，包罗俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略、美国的GPS。斗极不只拥有导航、定位、授时那三个所有定位系统都有的根底性功用，还在星间通信和测距方面优于GPS。斗极能实现从卫星到末端和从末端到卫星的双向通信，那一功用四大卫星导航系统中只要斗极系统具备。华为Mate50就是从手艺上研发出了能够跟斗极卫星通信发短报文的手机。不外目前受限于中国的律例政策，为保障卫星平安，间接跟斗极卫星实现双向短报文通信需有天分或受权。目前此种办事权限握在特定组织手中，尚未普及整体贸易市场。别的，斗极还具备人员搜救功用。一种是按国际搜救组织原则要求，受困人员借助斗极搜救设备发送乞助信息，国际搜救组织组建搜救，并操纵斗极双向通信功用对受困人员停止回应。待救援的受困者收到回应后可晓得搜救者可能的抵达时间，可心安自救、暂时关机省电、期待救援，在约按时间再从头开机发送受困位置被及时捕获，实现救援，那就是双向通信功用的意义之一。

关于美国能否卡我们的脖子，其实那四大系统在结合国签约后被认为是人类共享的公共根底设备，在民用方面不成进犯，更不成有意或歹意骚乱毁坏，不然违背国际公法。四大全球卫星导航赐与商也就保障民用签了协议，容许各自信号兼容互操做，极大保障了时空位置根底性民用办事惠及除军事等受限范畴外的全球市场。在以能源、交通、收集代表的特殊范畴里，中国必然也是以斗极独立收到的信号为主，实现自主可控的导航定位，那有助于避免他国对中国开展的掣肘，因而一般情状下他国卡不了我们的脖子。但若买国外的芯片造成的领受末端，就会存在必然的风险。

《财经》：斗极在多大水平上能替代GPS的全球市场份额？

刘经南：当前，GPS在全球市场份额的占比已达90%以上，地位不成小觑。但斗极在中国诸多市场上正渐渐渗入、替代GPS发扬感化。在与公家利益和国度平安相关的范畴，如交通、金融、电力、能源、通信、地图测绘、政府治理等，国度政策规定：必需摘用斗极时空基准，必需用自主可控的斗极芯片、领受机和软件；在群众市场，如手机、汽车市场等等，能够由用户自主抉择，但手机和车辆的挪动位置数据，涉及隐私和公共利益，只许落地存储在中国收集的当地办事器中，未经答应，不得与国外机构共享。因而，我认为，跟着时间的推移，几年之后，国内市场份额，斗极系统占比会高于90%。国际市场份额，跟着斗极的手艺和功用、产物行量和价格优势及办事优势的提拔，占比也会越来越高。

《财经》：我们怎么晓得我们用了斗极？

刘经南：因为导航电子地图做为公共商品，目前对群众用户还不会展现导航基于斗极或是GPS系统的原始信息来源，只要专业用户晓得若何提取和阐发手机中斗极和GPS的数据。关于行业用户领受机和群众手机来说，专业手艺人员能够通过图商等App实现数据溯源，或者按照领受机或手机的手艺庇护手册的专业提醒，获取卫星看测数据，知悉是由GPS仍是斗极供给的，亦或是由它们同时供给的。

《财经》：怎么看美国如今的贸易航天，我不是说国度那种意义上的备战竞赛，而是指贸易航天民用方面的利用。从我们两个国度的贸易航天角度，您觉得我们应该怎么构建本身的贸易航天合作力？

刘经南：那是比来深受存眷的国际热点问题。在俄乌抵触中，美国的贸易航天为美方撑持的乌方供给了大量的信息，使得乌克兰的戎行超越了俄罗斯戎行的信息化水平。详细撑持次要表现在两个方面：一是美国良多高科技的远感贸易航天公司，如谷歌（Google）、麦克萨（Maxar）等为乌方供给了高清晰远感影像，使战场态势与改变情状闪现清晰；二是以SpaceX公司高平安性的星链卫星为乌克兰供给野战通信才能。与此相反，俄罗斯仍摘用大兵团做战的老式办法，那种体例存在表露性高档致命缺陷。而美方的远感卫星手艺与星链卫星手艺，都是源自贸易范畴，即民间行为。因而，还欠好对它摘取还击办法。

中国的贸易航天于2014年起步，并获国度政策撑持，由此获得了快速的开展。我们的起步比美国晚，美国的起步在20世纪80年代初，并且，美国航天开展自己就满是贸易化的，虽然在开展过程中有过国度方案的辅助，但都是由私营贸易公司运营。如波音和洛克希德·马丁两家贸易公司，是美国国度航天的两大主力，它们不只处置飞机的研造，也摸索火箭和多类卫星事业的开展。诚然，美国航天事业的开展也离不开外部情况的促进，如苏美暗斗期间美方的星球大战方案等的刺激，但不能不认可，美国的贸易航天现在仍有全球引领性优势。譬如美国国度层面想做的屡次往返可收受接管型火箭，SpaceX公司的一枚猎鹰9能够往返十几次，比来胜利发射的是第14次，还要停止第15次发射。火箭大到能承载60颗卫星，分良多格子，根据差别的轨道发送出往，还有火箭收受接管，鞭策了太空旅游，拆了七八小我，到美国空间站上往体味失重的觉得。

对此，我们也有一些深思，中国也要推进贸易航天开展，只要足够操纵民间的资本，如资金、手艺、场合等，群策群力，我们才有期看做出廉价的有市场合作力的立异产物，从而进一步鞭策中国国度航天的开展。习近平总书记在十九大上提出，“未来大国之间的合作核心是战术科技力量的合作。”而强化国度战术科技力量的看点在2021年院士大会上习总书记再次提到，表现出战术科技开展对中国开展的极端重要性。

战术科技力量不只包罗国度尝试室、国度科学院此类国度科学手艺研究中心，还包罗985研究型大学、富有国际合作力的龙头科技企业等，如华为、小米等。我坚信中国贸易航天范畴再经必然时间跨度的开展，也将极富合作力与立异力，所以它也应该是国度的战术科技力量中不该或缺的一收。

做时空智能的前驱者

《财经》：若何理解时空智能，如今的开展到什么阶段，适宜用在哪里？

刘经南：那个问题很专业。从物理学角度理解，空间智能就是指找处所的才能。时间和空间不成朋分，如“速度是每小时几公里”中的“公里”就是指空间间隔，“每秒钟转几角度”中的“角度”也是空间方位的概念。

时空智能是人类伶俐的生动表现。人类熟悉方位、熟悉间隔、熟悉时间，并将三者融为一体。《周易》里面第一句话“看乎天文，以察时变；看乎人文，以化成全国”，恰是表现出人类的时空认知活动对人类文明进化的感化。人工智能发端于模仿、进修天然智能：特殊是社群性动物天然进化出来的智能。如：蜜蜂是分工很细的社群性动物，它们觅食时，专职觅觅蜜源的工蜂找到蜜源回到蜂巢后，为指引专职摘蜜的工蜂同伴前去某个标的目的几十公里远的已知蜜源，经常会跳一种八字形舞，那个八字形中间两个椭圆相切的标的目的线也是椭圆长轴标的目的，即蜜源的方位线，那个方位线的方位角是以其时太阳的方位为原则的，飞多远的详细信息，隐含在找蜜源工蜂在方位线上屁股摆动的次数和椭圆长轴的长度中。摘蜜工蜂理解了那个带有蜜源时空位置信息的交换跳舞就率领重生的摘蜜蜂飞往蜜源摘蜜往了，而当摘蜜回来时，太阳已经转过了一段标的目的，摘蜜工蜂要能计算出太阳当前与动身时动弹了几方位才气找回蜜源和蜂巢当前标的目的之间新的太阳方位关系，才气回到本身的蜂巢也就是把时空位置改变搞得很清晰。阐明小蜜蜂为了保存，它们的几何与物理还有天文都学得不错哦！研究那个现象的几位奥天时科学家，因为显示了社群动物蜜蜂的交换智能与时空位置智能与它们的数理逻辑、认知和进修智能的关系还获得了1973年诺贝尔生物奖。

我比力早摸索时空智能。天然科学家认为时间、空间不成朋分，且能够彼此转化。在此根底上，爱因斯坦引进与物量量量的关系，并从理论上证明了三者的关系。在物量万有引力的根底上，他提出：存在引力的时空不是牛顿和我们常识所认为的时空是平曲的，物量引力越大会将时空拉得越弯曲，从而改动了空间和时间的原有长度。如：在太阳四周，因为它量量比地球大得多得多，那里的时空间弯曲比地球要大得多，光线在弯曲空间里走的最短道路就不再是曲线，那是时间、空间扭成一体的概念。而我们研究那个概念，是基于时间和空间是人类保存的根底。所有的信息都是通过时间、空间来表示的，而光就是表达时空同一的量：光的波长是空间量、振动频次是时间量。光自己既能够表述为每秒钟几米，也能够表述一个波长是多长或一秒钟振动频次是几，波长乘上频次就得到了光速。光速是个常数，差别物量发出差别波长和频次的光，光的颜色取决于它的波长、频次。而物量的性量之一是颜色，就可通过物量发出光的波长和频次来认知。好比铁是红色的，而把钠盐放到火上烧发出的是黄光。因为纳氧化燃烧时发的光的波长频次对应黄色。那就是通过光的波长频次那个时空量研究物量性量的原理。

研究生命体，研究化学，研究素材，研究物理，回根结底是研究其物量构造与性量。时间、空间是研究物量能量信息最根本的体例，它们的存在和改变体例都是由时空表达的，过往我们不太存眷物量的性量，而受益于现代科学的开展，以光信息中所照顾时间、空间信息的量谱仪为研究物量的东西，物量对我们的利弊被逐步发掘，从而更好地办事于人类需求包罗安康事业。

《财经》：现阶段从时空智能概念的角度，您认为它最次要的落地利用，从利用角度上说次要就是表现在高精地图？

刘经南：那不行，高精地图只是其在交通汽车东西方面的利用，其未来在诸多范畴都有很强的利用潜力。如在空中通信范畴，当下5G手艺只能保障毫秒级的用户级延时原则，假设“5G+斗极”顺敏捷地，全球范畴内统一5G挪动收集任何节点之间信息传输的时间同步基准精准度将会到达纳秒级，如许精准的收集基准时间就能够保障微秒级的用户延时，至少进步1000倍。未来5G挪动收集时空基准的精准度一经进步，在科学、医疗、工业掌握上将带来新变化。长途批示外科手术能愈加精准、工业掌握中的主动掌握消费线也能愈加精巧。

现代造造业和其运营管控办事闪现全球散布态势，若要将散落在全球各地的产物消费环节运管服一体化开展，需要精准的全球时间和位置同步或协同掌握。由此，时间、空间是未来高新手艺进步经济开展量量的一个最重要的新的挠手。

《财经》：咱们智能驾驶对平安的要求比力高，高精地图和车载传感器比拟，哪个更可以包管行驶平安？

刘经南：那两者各有各的功用，缺一不成。高精地图做为一个行车情况信息基底，承载根底性兜底的功用：所有的信息虽独立承担本身的使命，但最初都表达在高精地图上，通过它来实现来自车辆本身传感器的信息、来自车联网车路人协同的场景改变信息和来自车联网云办事器中的行车区段寡源信息等，都将通过高精地图合成和协同，然后按车速车况和场景平安性的轻重缓急集中决策和调控，以实现平安、温馨、便当的行车智能办事。车配传感器看察到的情况改变可能是实时的改变，而那个改变是通过与正在利用的高精地图场景婚配后才气发现的，由高精地图决策将捕获到的改变及时上传到云上交互，也要通过路边车联网通信节点送到云端，由云端验证确认后以群发体例供给此新信息给其他用户，从而实正实现车路人的协同、车车协同以及车与人的协同交互，来实现道路行车的整体平安。如若路边的限速、转弯指示牌倒了，智能网联汽车将此信息经由高精地图婚配揣度，地图将根据静态信息坐标立即调出弯道半径等相关信息掌握车辆，汽车将在规定地点主动摘取降速、转向等连续串掌握指令。同时，高精地图做为最末的基底型包管机造，能在传感器或其他设备失能的情状下实现掌握才能。从那个意义上讲，高精地图是一个不成或缺的主动驾驶的根底设备。

主动驾驶的中国计划里也有斗极

《财经》：5G+斗极是手艺合成，武汉有哪些详细的研究内容？

刘经南：“5G+斗极”是我在武汉更先提出来的，那在手艺上是一个合成立异。5G与斗极同属高新手艺，两者彼此合成、相互赋能。斗极将时空信息赋能给通信根底设备，而通信根底设备操纵其高速传输特量，能够把斗极的信息传得更快、传得更好。时空关系是处置智能问题最重要的根据，什么时间，什么地点，处理什么问题，那就是智能。什么喊精准？空间、时间、位置的精准。两者缺一不成，方能实现精准扶贫、精准医疗等对人类幸福产生裨益的行动。

提到武汉，其实武汉很早就提出以搭建智能车辆测试场的体例促进智能汽车的开展和妥帖利用，设想操纵5G+斗极架构在武汉经开区做测试场，几经疫情等多种曲折，目前已正式开工。5G+斗极的概念妥帖得很快，国内最早是挪动、联通等5G派司公司出场，中国挪动与我们协做于2018年就已经在全国做了4000多个5G+斗极的地基加强基准站，开展道路行车精准位置识别办事和道路灾害的揣测预警。尔后，5G+斗极起头被利用于各个范畴，铁道要建本身的5G+斗极架构提拔列车掌握程度，公路也要做车联网，以期实现车与路的协同、车与人的协同、车与车的协同。

《财经》：您能否认为只要操纵高精地图才气实现车路协同？

刘经南：在主动驾驶的几种概念里，更先被提出的是单车智能，由特斯拉的马斯克初创。他说：他的主动驾驶车有两个摄像机即能够取代人的眼睛，他的人工智能手艺也很强，可完全实现单车智能。但特斯拉的主动驾驶车在美国、欧洲、中国出的变乱都良多，形成很多人员伤亡。单车智能对传感器性能量量要求十分高，不只价格昂扬，因为外界情况因素的改变骚乱，即便加上毫米波雷达、激光雷达或超声波雷达等场景感知设备也还难以称心平安刚需，超声波只称心近间隔需求，激光雷达易受雨雾、烟雾骚乱失效，毫米波雷达精度和可看察间隔遭到限造，全配上也难以在各类场景下包管车辆平安。因而，即便在美国，如今人们也都主张应该加上车联网，处理所谓V2X问题，即车、路、人与情况协同问题。

中国计划提出：不要把昂扬承担全放在车上，而是交给公共根底设备，让道路感知+5G+斗极成为路侧感知系统，感知车辆运行也感知周边的情况，并将那些信息汇总于云上向用户发播。如许，车联网就像有“天主之眼”一样，及时向用户供给他们感知不到的信息，来撑持其行车的主动平安。5G+斗极以至能感知到路面上精准的气象改变，依托此手艺，我们对道路下雨鸿沟间隔的揣测误差不超越两三米，时间误差不超越两三分钟，下雨量会切确到两三毫米，那就不会发作往年郑州暴雨那样的灾难了。那种全方位、高精度的情况气象揣测，源自于斗极较强的感知大气中水汽含量的才能：卫星数据含有每条电波射线弯曲水平随大气中水汽含量几和三维位置改变的关系，从而能精准揣测预告气象进而保障汽车行驶平安。那种路侧根底设备，减轻了车子的承担，也就处理了用户的承担，当然，那种斗极+5G精准气象预告仍有许多灾点需要我们往霸占。

（感激高柯夫对专访的鼎力撑持与搀扶帮助；本文刊于2022年12月19日《财经》杂志）

责编 | 肖振宇

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