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武漢+北斗:地球空間信息產業的崛起之路
作為“測繪教育之都”,武漢大學測繪學院師生創業的故事并不罕見。
武漢依迅北斗時空技術股份有限公司創始人付誠就是其中之一。從2003年,付誠以8000元創業起步,伴隨著北斗飛天的鼓點節拍,其執掌的依迅由一家小公司快速成長為業內的“隱形冠軍”。
“作為‘北斗+’時空智能產品提供商,依迅北斗以北斗+時空智能領域芯片、板卡、終端等軟硬件為核心,研制生產高精度組合導航模組、高精度導航定位授時系列終端等,聚焦智慧城市、智能交通、精準農業等領域,并成功入選工信部‘專精特新’重點小巨人企業。”依迅北斗品牌總監徐丁告訴澎湃新聞記者。

依迅北斗+時空智能展示中心。受訪者供圖
地球空間信息領域,武漢擁有劉經南、李德仁、張祖勛、龔健雅等多名院士。武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室是我國測繪學科第一個國家級重點實驗室。以劉經南為代表的武漢多位院士及科研人員,都曾先后服務過我國三代北斗衛星系統建設。
北斗應用的實質是位置服務,武漢是我國北斗產業的科教人才資源密集區。
從武大等高校源起,武漢的北斗產業鏈搭建逐漸完善。已形成包括北斗芯片設計與地球空間信息數據獲取、數據處理加工與運營服務、系統集成及應用服務等在內的相對完整的產業鏈。人才優勢、院士資源、政策引導,正吸引越來越多北斗領域的相關企業落地武漢。近年來,隨著立得空間、依迅北斗、武漢華測等企業北斗智能終端批量生產,過去偏向軟件的武漢北斗產業,硬件能力進一步得到提升。
開創出自己的局面
北斗衛星導航系統是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統。經過多年發展,北斗系統已成為面向全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位、導航與授時服務的重要新型基礎設施。
中國的北斗系統建設,是在國家經濟實力、技術基礎還比較薄弱的背景下開創出的局面。
上世紀90年代,美國GPS、俄羅斯格洛納斯已完成全球組網,占據先發優勢。1994年,中國開始研制發展獨立自主的衛星導航系統,至2000年底建成北斗一號系統,采用有源定位體制服務中國,成為世界上第三個擁有衛星導航系統的國家。2012年,建成北斗二號系統,面向亞太地區提供無源定位服務。2020年,北斗三號系統正式建成開通,面向全球提供衛星導航服務,標志著北斗系統“三步走”發展戰略圓滿完成。
伴隨著中國北斗系統的建設完善,武漢的北斗應用領域企業也在開創自己的局面。
“激光雷達這個領域的設備起初很多都是進口的,這幾年基本自主可控了。進口的激光雷達核心元器件原來大概是兩三百萬元一套,自研之后只要七八十萬,甚至新型的工具化產品只需要十來萬,體積重量全面實現普適化、工具化、輕量化、國產化。”華測衛星副總經理陳長軍告訴澎湃新聞記者。
2016年,依托與武漢大學在北斗高精度激光雷達移動測量技術的產學研聯動,華測衛星的前身技術團隊成立,組建了一支以行業內頗具實力的博士、碩士領銜的專業研發團隊。2017年,核心產品北斗多平臺激光雷達測量系統上市,在國內實現了產業化推廣。基于厘米級的北斗高精度單點定位信息,通過激光雷達的立體式脈沖發射,獲取三維時空信息。
2017年底,為實現自研的北斗高精度激光雷達系統規模化應用,武漢公司引入了上海華測導航技術股份有限公司的先進資本,達成初步戰略合作。
陳長軍介紹,高精度激光測量的核心零部件原先從國外進口,價格高,用戶群也難以擴大,維修成本高,比較被動。結合原始武大團隊的基礎研究,并引進專業高科技人才,基于北斗高精度定位技術的發展、國內激光雷達技術的積累,現在已實現自主可控。
測繪行業的生產方式在不斷改變,從過去的人海戰術逐步變成依托無人船、無人機、背包手持等各種智能化輕便場景。無人船在河流里懸停,核心的北斗高精度定位結合動力系統,使其保持在點位上,采集完數據之后再移動,通過算法模型進行數據的智能識別處理,提升綜合效率。

華測衛星研制的如是RS10,以非接觸的掃描方式,掃描速度快、全數字化、高精度、適應性強,配合內業軟件CoPre、CoProcess,可快速采集點云數據、處理數據并實現精準的體積量測。受訪者供圖
陳長軍說,“以前只能做中低精度測量,現在能夠達到高精度。之前設備笨重、操作性復雜、穩定性不強,現在產品的集成度更高,穩定性更強,操作也更簡單智能。做無人船、無人機主要還是為了滿足專業測繪人的需求,看似應用廣,其實非常聚焦,始終圍繞北斗高精度定位技術及綜合行業解決方案。”
北斗產業相關企業不僅在硬件上進行創新,也在空間層次、應用領域上不斷探索。
“天臨空地海的監測能力,這個概念是空天院第一次提出來的。”作為中國科學院空天信息創新研究院投資創立的高新技術企業,中科星圖將實驗室里的技術落地轉化,面向特種領域、智慧政府、氣象生態、航天測運控、企業能源等領域,探索北斗高分融合的產品型態和應用模式。中科星圖慧安總裁李文凱告訴澎湃新聞記者,中科星圖有三大利器,人工智能、大數據、遙感大模型,聚焦在商業航天和低空經濟,提供中下游的支撐能力。星圖慧安2022年落地武漢,是中科星圖應用業務板塊向前推進的一個重要節點,以空天信息和中科星圖的數字地球底座為基礎,在公共安全領域構建服務能力。
“大模型領域主要是兩個方向。遙感衛星對地觀測的數據,完全靠人工分析效率比較低,通過大數據快速檢測,另外一個是語言類的系統,實際工作中很瑣碎的信息,利用大模型的能力快速生成報告,提供決策。”
遙感大模型應用往往是通過積攢業務積攢數據,模型、算力、數據的內容整合之后,形成大模型提供分析能力。中科星圖可以做到對全球的衛星遙感數據進行分析,快速實現災害前后的信息比對,通過模型判斷受災情況。
“下大雨之后的結果,可以通過歷史大量的數據進行分析。從災前事前的追溯,到災中的處理到災后的結果,大模型反復訓練進行比對。山體滑坡、洪水地震大火,可以預判結果,通過海量歷史數據推算研判,來防災減災。”李文凱說。
科技成果轉化
基于武漢豐富的高校資源,比如學科建設全國領先的武大測繪專業、華科光電專業等,誕生了眾多北斗相關的泛測繪公司。
華測導航落地武漢后,一定程度上改善了武漢北斗產業偏軟缺硬的局面。從最早做車載相關技術產品到無人機興起后的機載產品,隨著市場的開拓,華測武漢的團隊從100多人擴增到500余人。
創新的生命在于應用。“學校是以科研為主,以前形成了原理性樣機和工程樣機,并不能形成一個能廣泛有效使用的產品。現在技術可以通過產學研聯動、公司產業化的方式孵化產品。我們會收集用戶各種反饋,來迭代產品與技術,沒有這些需求和反饋,也沒有動力改善技術。”陳長軍說。
市場人員要對需求、對用戶敏感,技術人員要對技術發展方向敏感。華測內部采用IPD體系(集成產品開發),通過不斷迭代有效的產品規劃、技術規劃、質量框架、測試環節,完善研發到生產到市場端到端的質量管理體系。“小批量測試完沒問題才會正式轉產,所有的工藝定下來之后才會量產。功能多樣化的同時還要穩定,這體現在技術成熟度上,不能復制意味著用戶沒辦法用得起。保證設備本身的可靠性穩定性,才能保證產品的一致性穩定性,生產才有效率。”
測繪領域的精度達到厘米級甚至毫米級,圍繞高精度定位,華測與小米、比亞迪、長城等七八家開始做自動駕駛的車廠達成合作,提供智能駕駛的定位模組。產品也應用于智慧城市、農業、水利、電力、應急救災等領域。“通過信息化的平臺去支撐系統性的終端和解決方案。我們的設備一般放在山川河流險峻的地方,安裝后可以實時監測沉降、滑坡等風險,提供信息給到相關部門,進行預警,為決策提供有效數據支撐。”知音橋、鸚鵡洲大橋等武漢的大橋,采用了華測的終端設備來監測橋梁的下沉或形變,偏離正常區間會及時預警。
北斗應用領域,往往需要人才具備復合專業背景。
“依據客戶的需求,這就需要了解行業的業務發展規律及痛點,成為行業專家。最高層的專業化是能提出問題并找到解決方案,稀缺的也是提問題的能力。”中科星圖各不同應用業務板塊,需要把每一個具體行業琢磨得比較清楚。
李文凱介紹,星圖慧安的“情指行”一體化平臺,在廣州已經適用了很長時間。“民事糾紛要處理的時候依據法律法規,可以靠系統來檢索。模型訓練完之后輸入案件,約一分鐘就能檢索類似的歷史案件,參考適用處理的法規法律,提高效率。”
中科星圖的各業務板塊看似獨立實則相互交融,除了芯片制造,產業鏈已經搭建得比較完善。智慧政府、氣象生態、航天測運控等相互交叉形成綜合解決方案。
從過去傳統的服務部隊服務政府,到開拓個人用戶,這是北斗產業鏈上的應用型企業較為普遍的第二增長曲線。
中科星圖也在進行航空航天產業鏈下游成果向中小企業和公眾的推廣應用。“民用面向大眾,這是巨大的市場,過去都是政府買單,會限制發展。”
為將中科院體系里與航空航天相關的優勢打造成大的研究院來支撐空天產業發展,中國科學院空天院四年前完成了組建,電子所、遙感地球所和光電院組合成空天院。
中科星圖依托“空天院”及“中科曙光”兩大股東的技術底蘊,通過科技與產業融合、遙感與IT融合、軟件與硬件融合,形成星圖獨特的能力內核,2020年登陸科創板,也是空天院的第一家上市企業,成為國內數字地球第一股,通過產品體系打造,賦能千行百業,支撐空天信息在各行業內的應用和發展。
外部環境
北斗衛星組成的星座,如何產生重大價值,就需要北斗產業化。
空天信息的新質生產力,正是建立在國家級的基礎設施上,來提供整個空天信息的數據采集能力、監測能力。北斗衛星的信號格式是公開的,屬于公共資源,各廠家用制造的芯片或產品進行數據的獲取與處理。這些數據,再通過新一代信息技術構建的數字化平臺,應用于各個行業,如數字城市、應急救災等。過去使用空間信息的主要是政府、部隊、央企,體量有限,現在北斗應用企業紛紛拓展大眾應用領域。
李文凱說,“武漢是地理信息的大市,高校資源豐富,行業大咖們也都非常熟悉,我們會請各專業領域專家來交流。星圖有自己的生態沙龍,每月一期,基于行業屬性,應急、消防、水利等,大家從不同的角度探討。”
基礎設施引領各個科研機構、企業迅速開發出相關的應用。隨著國內北斗高精度定位技術的突破,及實現國產化后,成本逐漸下降。通過收取北斗衛星的數據,再進行算法處理,提高自動化程度、生產效率、準確度。與此同時,行業數據的豐富程度,也影響著應用層面的深度。
李文凱表示,模型本身不是問題,只剩下調優,但需要龐大的數據和算力,最后成不成功要靠算出來。“北斗是開源的,需要獲取數據再改再算,再算再改。不同區域的數據進行計算,對準確性要求很高。有的地方數據偏少,數據多少與各地方政府歷史數據相關,我們的應用還是建立在數據之上的。”
2022年,湖北發布《推進北斗產業高質量發展若干措施》。《措施》提出,全省各級機關事業單位和國有企業要加強采購需求研究,大力推進北斗在測量測繪、自然資源、環境監測、防災減災、應急救援等領域的全面應用,此外,北斗應用還要拓展到大眾消費領域,在營運車輛、城市公交車等公共設施上實現應用。湖北還將在5G基站加裝北斗高精度時頻模塊,為“北斗+5G”應用推廣奠定基礎。
強鏈補鏈,帶動部分軟件企業逐步同硬件生產廠家達成北斗生態鏈合作。陳長軍說,原始設計比較重要的是設計原型及重要部件,這樣工業基礎和供應鏈體系就很重要。國內近年來工業基礎比較扎實,把整體的設計和質量控制體系都搭建完成了。設計激光雷達,涉及機械、電子等學科,武大、地大為華測供應了不少人才。
華測的快速發展,也受益于當地政策。近年來,湖北鼓勵發展第二總部經濟,對華測而言也是發展的契機。
為更好地把握北斗系統發展帶來的機遇,2021年,華測導航在湖北省、市、區各級政府的支持下投資建立武漢基地-華測時空智能科創園,依托珞珈新空、智能鳥無人機在北斗新型智能裝備領域的成果,利用武漢人才與高校科研優勢,進一步整合行業資源實現湖北省北斗產業生態鏈共贏。武漢華測成為湖北省第一個擁有自己產業園的北斗企業。
“現在有兩到三家企業也在建自己的產業園,這是產業鏈生態的一種互相支持。湖北省政府對華測時空智能科創園給予了比較大的支持,我們才發展壯大。現在終端一年有4億多收入,預計今年能夠達到6個多億。”陳長軍說。






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