北京邮电大学电子工程学院教授、教育部卫星导航联合研究中心邓中亮

　　摘要：介绍大众位置服务国际发展趋势，简要分析了卫星位置服务的国内外标准化工作现状、我国北斗标准工作面临的挑战，以及标准化工作对推动北斗大众位置服务的重要意义，并提出我国北斗卫星导航应用标准化的建议。

　　关键词：北斗卫星，位置服务，标准

　　一、国内外位置服务发展趋势

　　近10年来，位置服务已经广泛进入人们生活。据统计，人们所使用的信息80%以上与“位置”有关。卫星位置服务在国防安全、经济建设、社会管理与社会生活中有着越来越广泛的应用，使其成为继互联网、移动通信之后的全球第三大信息技术和产业的新的增长点。我国位置服务产业现已初具规模，通信运营商、地图厂商、软件开发商、终端厂商等整个产业链中的众多参与者都积极投入其中，大力推进位置服务以及应用，广泛应用于授时业务、交通运输、渔业生产、精准农业、工程勘测、资源调查、水文测报、地震监测、森林防火、环境监测、气象探测、海洋勘测、公共安全和灾难救援等众多行业和领域。其中主要的应用发展趋势有以下几个方面：

　　（1）手机导航

　　基于手机导航的位置服务包括了路径查询、实时路况、在线导航、移动交友和周边资讯等多种增值信息服务。基于手机导航的位置服务目前边界较宽泛，有多方面的发展趋势，如在传统的手机地图方面，各互联网大巨头在该领域展开激烈竞争。国外有谷歌、诺基亚等传统巨头，而苹果目前加入竞争，并于近期斥资2000万美元收购室内导航技术公司WiFiSLAM，旨在能够在室内导航领域抢占先机。在国内，有高德、四维图新等均长期从事导航服务，而目前，百度、腾讯等移动互联网巨头也纷纷加入位置服务的竞争之中。而在信息分享和社交方面，手机位置服务可帮助用户寻找朋友位置和关联信息，同时激励用户分享位置等信息内容。位置服务为用户信息增加新的标记维度，移动定位社交服务通过时间序列、行为轨迹和地理未知的信息标记组合，帮助用户与外部世界创建更加广泛和密切的联系，增强社交网络与地理位置的关联性。各大社交软件如facebook，google+，微信和人人等，都推出了基于手机位置服务的应用。

　　（2）应急救援与公共安全：

　　在面临火灾等突发公共危险事件，位置信息尤其重要。我国每年火灾死亡人数上千人，特、重大火灾事故时有发生，给人民群众的生命安全带来巨大危险。我国大型公共建筑与高层建筑超过10万栋，这些建筑的火灾危险性大，烟火蔓延途径多，易使整栋建筑形成立体火场，且人员高度集中，疏散时间长，救援难度大，易造成群死群伤重大事故。基于卫星导航与室内无线定位系统的室内外无缝定位技术已成为应急救援与公共安全中的新热点，可使救援人员及时掌握受困群众、救援力量、救援设施的位置信息，从而提高抢险救援能力、减少灾害中的人员伤亡。

　　（3）关爱服务

　　关爱服务属于典型的面向个人的定位业务，主要面对老年人、学龄儿童等群体，提供监护与关爱服务，典型的有中国联通在2003年左右开展的关爱之星服务。基于位置信息的关爱服务可在出现紧急情况（如老年人突发疾病、儿童走失等）时，使监护人或社会救助力量及时获之被监护人的位置信息，开展紧急救助。传统关爱服务主要利用卫星定位信息获取室外位置信息，随着定位技术的不断发展，融合卫星与地面网络实施室内外无缝定位是未来关爱服务的重要发展趋势。

　　（4）智能交通

　　智能交通涉及的范围很广，其中典型应用有车辆导航、智能公交和智能出租车。车辆导航目前已得到广泛应用，车载导航仪已受到众多车主青睐。智能公交对公交车的位置进行实时监控，便于对公交车指挥调度，并可在站台显示各车次的预计达到时间，方便人们出行生活。智能出租车可根据出租车位置进行智能监控和调度，未来将与手机位置服务相结合，根据乘客位置信息与与出租车的位置信息，快速联系出租车，是人们在打车时不再需要盲目的等待[1]。

　　（5）智能医疗

　　对于医疗行业而言，医疗救助的时间与效率将直接关系到病患人员的生命安全。智能医疗是未来位置服务的重要应用业务之一。通过位置信息，可使医护人员及时掌握自己病人及医疗器械的位置信息，从而提高医护工作效率；对于紧急医务救助，可通过用户携带的手机或终端了解患者位置信息，从而缩短急救时间、提高急救成功率。

　　（6）物流监控

　　物流监控是典型的位置服务应用，对于重要物品，尤其是危险品（如化工品等），急需进行实时位置监控，并根据位置信息进行物流路径与时间规划，保障货物的准时与安全运输。目前，位置服务在物流监控方面有一定应用，但行业市场尚未完成整合。未来，基于室内外无缝位置信息，建立海量位置信息物流服务平台，提供面向各类企业需求的物流监控服务已成为运营商迫切希望并亟需解决的问题。

　　（7）智慧城市与物联网

　　智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新环境下的城市形态。智慧城市基于物联网、导航等新一代信息技术以及维基、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用。导航与位置服务可以在多个维度推进智慧城市建设，包括设备、地图、管理软件以及网络服务，都将在智慧城市的建设大潮中获得巨大的发展空间，并具有广泛的产业关联性，对带动现代农业、现代服务业、交通运输业、电子制造业、移动通信业等多个产业升级改造具有重要促进作用，市场潜力巨大。随着基础设施的完善和技术的进步，“位置”作为新一代信息技术的重要元素将无所不在。

　　二、大众位置服务的标准化面临的问题

　　大众位置服务发展趋势广泛，发展前景巨大。但在国际上由于美国GPS的广泛应用，卫星导航接收设备以GPS接收机为主，相应的卫星导航接收设备数据格式也主要为GPS数据格式标准[2][3][4][5][6]。,现有标准主要有海用电子设备接口标准（NMEA-0183）、GNSS差分信号数据格式标准（RTCM-SC104）、卫星导航数据自主交换格式标准（RINEX），我国主导的标准有A-GPS技术标准（ChinaMobile A-GPS）、全球定位系统(GPS)测量规范、道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求（JT/T794-2011）等。

　　国际现行标准主要以GPS为主，出于北斗卫星导航应用产业、国家化的要求，主导制定基于北斗的卫星导航国际标准是必然趋势，北斗的标准化应包括以下内容：

　　如此众多的标准对于进入行业的各个厂商造成了极大的困难，无法形成规范的行业标准，服务中出现资源浪费局面，不利于推广应用，对行业的发展造成了极大阻力。

　　三、北斗标准化对发展大众服务的重要意义

　　通过对北斗标准体系的建设，各类北斗导航设备将实现标准化开发，各标准化的功能模块将被广泛地采用，被集成到导航仪、手机、相机等各种日常生活中的数码终端设备中，同时也广泛集成到交通、通信、测绘等各种领域的生产设备中。北斗导航要想在全球卫星导航系统的市场争夺中占得一席之地，实现产业推广，标准化开发将是关键的一步。

　　美国于1996年颁布E-911法案，该法案强制要求移动运营商为手机用户提供紧急求助服务，使公共安全应答点可以在接到电话后获取拨打者的较准确的位置，以便于用文字或者地图的方式显示出来，供进一步救援之用。1999年，美国联邦通信委员会（FCC）对E－911法案进行了修订，对定位精度提出了新的要求，这一标准的推出极大地促进了美国LBS产业的快速发展。Sprint PCS和Verizon Wireless等移动运营商都在积极开辟移动定位业务在交通、安全等方面的应用。欧洲随后也颁布法律，遵循“US FCC”标准，并于2003年1月1日实施。日本自2007年4月开始执行的政府安全法规要求“新生产的3G手机必须支持GPS功能”。

　　这些标准使得定位服务获得了更加广泛的应用，推动了定位服务在全球范围内的发展。

　　（1）我国定位服务用户群体庞大，市场前景广泛

　　北斗卫星导航系统从北斗一代建成投入使用后，就致力于民用市场的开发，近10年来，北斗已经被广泛应用到交通运输、基础测绘、工程勘测等领域。其中在海洋渔业监管、灾情报告救援、车辆监管以及各种危险情况监控与搜救方面发挥了独特的优势和不可替代的作用。海洋渔业是北斗最好的应用领域之一。中国卫星导航定位应用管理中心主任杨宝峰说，刚开始向渔民推广比较困难，现在北斗已经成为渔民的“保护神”。特别是现在海上环境非常复杂的情况下，北斗海洋渔业位置信息服务中心在渔船遭遇天气、海况、火灾等险情时，能够实时获取相关渔船的位置信息，及时组织救援。渔船行驶在海域都有禁渔区或者国家海上边界，超过了边界就会以短报文通信的方式自动报警，避免渔船受到不必要的损失。

　　中国卫星导航定位协会咨询中心的数据显示，2011年我国卫星导航定位终端总持有数达8000万台，据预测，到2015年，我国以室外位置信息为主的导航与位置服务各种用户终端可达1.3亿台。交通行业也是北斗一个重点应用领域。至2012年底，全国9个省市10万辆车已安装北斗卫星导航仪。在政务系统中，2012年初，广州超过8000辆公务用车安装了北斗卫星电子监控系统，公车行驶里程较以往减少20%以上。我国手机用户群体从2011年的9.8亿增长到2012年的10亿，这之中手机位置服务用户从2011年的2.30亿增长到2012年的5.10亿，增长率达到121%，如图1所示[7]。十二五期间，北斗二代将能够实现大众化服务，为我国及周边地区提供导航定位服务，及时制定北斗卫星导航系统的产业化发展规划，是北斗卫星导航系统向前发展的内在要求。

图1中国手机位置服务发展增长图

　　（2）北斗大众位置应用对国民经济发展起到了重要推动作用

　　随着社会和经济的发展，人们对卫星导航的需求越来越大，如果没有自主可控的卫星导航系统，国家的经济、社会发展安全将缺乏可靠的保障。

　　北斗卫星导航系统是航天的高科技工程，它对经济社会发展具有巨大拉动作用，可以显著增强国家的科技、经济和工业实力，是一个国家大国地位和综合国力的标志。卫星导航也是一个国家的战略性新兴产业，是我国一个新的经济增长点，对推动国家信息化建设、调整产业结构、提高社会生产效率、转变人民生活方式、提高大众生活质量，都具有重要意义。北斗卫星导航系统的产业化是全球经济一体化的产物，在全球经济飞速发展的今天，我国卫星导航产业已经初步形成了包括卫星导航系统、基础类产品、终端产品、系统集成和运营服务的完整产业链条。各行各业分工细致，紧密联系。

　　为了能够互利共赢，达到与国外卫星导航产业相抗衡的能力，只有实现卫星导航定位系统的产业化，通过共享、兼容等手段，实现资源共享，降低系统和产品的成本，并凭借本土优势，最终实现我国的卫星导航产业向国际化发展。北斗卫星导航系统的产业化能够带动国民经济的整体跃升，如图2所示[8]，我国卫星导航市场由2000年的不足10亿元人民币发展到2005年的约120亿元人民币，2010年我国卫星导航产业总产值已达500亿元，产业年增长率约为25%，到十二五末期，将达到2500亿元到3000亿元。产业化的不断发展，必将带动国民经济的整体跃升。

图2 我国卫星产业发展趋势图

　　（3）国际联盟已进军大众位置服务

　　自2000年以来，国外众多运营商、企业等纷纷进军大众位置服务行业，如图3所示。当下，苹果、微软、谷歌等国际技术巨头在定位服务方面，展开了激烈的竞争。苹果的ios系统原本使用的位置服务是由谷歌提供的，但在最近发布的ios 6中，苹果已经停止使用谷歌地图服务，并且把所有第三方应用的数据请求导向自己的地图服务器，苹果计划推出功能更加强大的位置服务，这也迫使谷歌做出相应的改变。而微软与AT&T近日正协同研发一项手机定位追踪服务，这项服务可以让企业用手机追踪正在马路上的员工位置，如出租汽车司机和快件邮差，并且更有效地引导他们走向用户。北斗的标准化能够推动北斗在全球范围内的应用，在激烈的竞争之中占得一席之地。

图3 国际联盟进军位置服务发展图

　　四、北斗标准化工作的几点建议

　　国际标准的制定是未来北斗卫星导航系统全球产业化推广的关键因素，而北斗卫星导航国际标准化工作是一项非常艰巨、繁杂、艰苦和长期的工作。在此对北斗卫星导航应用国际标准化工作提出如下建议：

　　（1）加强基础标准建设，完善卫星导航应用标准体系

　　在现有标准的基础上，针对北斗卫星导航应用技术发展趋势，面向我国行业、大众用户的应用需要，从技术体制、器件设备、服务应用等三大方面加强基础标准建设工作，完善我国卫星导航应用标准体系。具体给出以下几点具体措施：

　　1、明确现有标准的适应性：对现有标准进行深入分析，明确其在我国北斗卫星导航产业化中的可用价值。对其中有价值的部分标准予以保留或借鉴，避免重复制定标准，降低标准体系建设效率。

　　2、分批开展标准建设工作：以北斗卫星导航系统应用广泛的领域为切入点，根据不同领域对标准需求的迫切性，将标准建设工作分为多个批次展开，对于影响产业发展较大的重点领域和重要技术优先开展标准建设工作。

　　3、根据需求对已有标准进行升级：随着卫星导航技术与产业的发展，现有标准可能难以适应新的技术与应用需要，为保证标准体系始终与国内外最新需求接轨，需对现有标准进行升级，保证标准体系的对各类需求的兼容性。

　　4、制定针对北斗特性的新标准。北斗系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，在技术与应用上有一系列新的点特，对于这些不同于GPS等导航系统的新特点，需进行深入分析，制定符合北斗技术特色与我国应用需求的新标准。

　　（2）与行业结合推动应用标准的发展

　　1、通过行业应用示范加快标准建设工作：目前，我国在车辆交通、渔业林业、应急救援、环境监测等行业率先开展了卫星导航系统的应用示范工作。以上行业的应用示范为北斗标准化的建设提供了良好的技术与应用基础。北斗标准化建设应与北斗行业应用紧密结合，以标准化建设促进行业应用，以行业应用中积累的经验完善标准体系，以行业应用为契机，加快标准建设的推进工作。

　　2、结合行业应用经验，加快器件设备的标准化工作：器件设备的标准化工作将极大促进各类了标准化设备模块的研制工作，为推进我国位置服务的发展奠定基础。应通过我国目前正在进行了各类行业应用示范中，总结出现的问题，积累技术经验，从而提出加快器件设备的标准化工作。基于这些标准化，各大厂商可根据自身的优势，快速研发不同类型的模型设备，使得北斗导航系统可迅速进入导航仪、手机等终端设备中。

　　3、打造跨行业资源共享的北斗应用共性平台、设施和解决方案：通过相关行业和地区示范项目，对国家层面位置服务平台进行顶层设计和实施方案论证，建立精密差分与室内定位地基增强网，开展国家级、行业级及企业级等各级位置服务平台建设，促进资源共享，奠定基于北斗的国家位置服务应用基础。

　　（3）加强标准中自主知识产权的保护

　　通过产业联盟等形式，建立北斗专利池，加强北斗知识产权管理与保护，制定北斗知识产权发展战略，构建知识产权保护体系。

　　（4）与国外先进经验接轨

　　当前美国、俄罗斯以及欧空局已制定了各自的卫星导航标准，我们要学习和借鉴国外卫星导航标准化工作经验，制定北斗卫星导航的国际标准，以便为我国卫星导航系统参与国际分工，融入世界卫星导航应用产业链，提升国际竞争力，提供强有力地支撑和保障。

　　参考文献：

　　[1] 张园. 移动位置服务应用发展研究. 信息通信技术, 2011, (2): 42-46

　　[2] 周玉霞.北斗卫星导航应用国际标准化的思考.航天标准化, 2011, (3): 1-5

　　[3] Gurtner W, Estery L. RINEX-The Receiver Independent Exchange Format-Version 3.00. Astronomical Institute, University of Bern and UNAVCO, Bolulder, Colorado., 2007.

　　[4] National Marine Electronics Association (US). NMEA 0183--Standard for Interfacing Marine Electronic Devices. NMEA, 2002.

　　[5] 中国移动通信有限公司,中国移动终端A-GPS技术规范,2008,1.

　　[6] 2001 G B T. 全球定位系统(GPS)测量规范, 2001.

　　[7] 易观国际,预计2015年中国地理信息产业规模达3500亿, http://www.199it.com/archives/61516.html ，2012.8

　　[8] 刘春霞,杨海峰,胡彩波.浅析北斗卫星导航系统的标准化和产业化.第二届中国卫星导航学术年会.2011.