2016移动智能终端北斗定位白皮书

　　日前，移动智能终端技术创新与产业联盟在“2016移动智能终端峰会”上发布了2016《移动智能终端北斗定位白皮书》，中国信息通信研究院工程师刘思杨对白皮书进行了解读。

以下为白皮书内容

以下为刘思杨对白皮书的解读

　　很高兴代表移动智能终端技术创新产业联盟，介绍前一阶段形成的《移动智能终端北斗定位白皮书》、卫星导航现状以及未来趋势，目前北斗的现状和发展挑战，最后是思考和建议。

　　关于现状。智能终端是最主要的卫星导航市场之一，无论是出货量还是累计收入来讲。累计收入来看，智能终端领域收入占比超过50%。智能手机和交通是GNSS最大的应用领域。大家谈到卫星定位，如果对圈内人来讲大家比较了解，如果普通的老百姓说卫星定位和卫星导航大家不知道怎么回事，如果说到GPS，那大家非常清楚。现在GPS是卫星定位的代名词，我们使用交通导航的时候经常会听到请打开GPS，GPS信号弱或者说正常，GPS已经成为卫星定位的代名词。我们从手机进网检测数据来看，第一季度我国申请进网的610款手机中，GPS定位功能的478款占比为78.4%，不支持GPS就是老年机和低端的功能机。接收机有专用的，也有智能终端或者说消费级的接收机，种类很多有单频，也有双频，包括现在差分定位。在手机这一层，定位功能引入智能终端，基本用的都是单频单点的接收，定位维持在10米的量级。在单频主要就是GPSL1平面，只是在带宽有点差别。现在用单点定位，在手机上没有用到所谓的差分定位或者说更高定位。现在高精准终端用双频或者说差分定位，或者说多频的接收机，是不是满足会向智能终端进行转移。从需求侧和供给侧来看，我们手机上是不是需要这么高的定位精度?高精度肯定会有很多的新商业模式，但肯定是有需求的。如果在咱们的手机上用，除了精度需求以外，其实有更加重要的指标，包括泛在的可用性。我们是不是至少在室外的各个场景都可以用高精度，现在看很多的专业高精度接收机，它对GPS或者说GNSS，它的信号强度比较高。可能在空旷区域中应用的很好，但在城市地区包括高楼密集的地方应用的比较差，这是泛在的可能性。高精度到手机上迁移，这是泛在性。现在高精度范围比较大，还有成本的问题，现在比较贵。还有功耗和定位数据进行很快的定位。咱们在手机上应用如果15秒没有定位的结果，大家就很难忍受。我们觉得在手机上的领域，我们需要把这些泛在的可能性和成本功耗以及定位速度等指标满足，然后再看定位精度的指标。这是从需求侧来讲的。

　　供给侧来讲，现在目前来说关于高精度对导航的牵线，影响还是比较大的。咱们手机上的精准频率，可能和专业的导航接收机，成本上还是有很大的差别，手机上用的都是比较低的性能体验。包括算法符合度，目前高精度要求比较高，这会影响终端的成本和功耗，以及定位的实时性。需求侧和供给侧来讲，目前可能有一个趋势，但这个趋势是不是可以很快的在大众的消费终端中应用起来，这是值得业界共同探讨。

　　A-GPS，这已经成了GPS手机的标配，我们可以通过移动通信网络下载一些辅助数据，给这个手机终端，从而显示出用户使用卫星定位的体验。我们需要定位时间减少耗电，提升定位精度，在城市和密集区域进行更好的定位。之前很多在手机界面显示出可以看到设置A-GPS的服务器，目前可能有一些终端需要在工程下才能看到。在平台布置方面，很多的运营商有部署关于A-GPS的平台，包括国内外的一些运营商。还有一些像芯片和终端厂商，包括国通和诺基亚等等。

　　目前咱们国内有很多做专业导航芯片，从手机上来看专门的导航芯片可能在手机上已经不存在，基本上大家都是集中度很高的。要不集中在主控芯片里面，要不就类似于四合一的连接芯片。从市场上来讲，目前主要就是综合性的芯片厂商在发挥更主要的作用。作为一个专业的导航芯片厂商，要不逐渐地给综合性的芯片厂商收购，要不就是在背后提供IP核，不会说存在独立的导航芯片。

　　双模和多模的导航芯片在逐渐的普及，多模的芯片来讲多星座联合定位可以增加可见卫星数，提高导航的可用性和定位的精度。如果双模的定位导航明显的比GPS包括可见卫星数目更多。如果用双模的定位，它对定位精度的改善比单星座更好。70%以上的导航芯片支持双模和多模，GLONASS渗透率第2，可以超过50%。室内外的泛在定位成为研究的热点，现在还有wifi和蓝牙利用LED灯和FID等等，很多的公司在研究室内定位。2012年8月份成立联盟，单独的有室内定位，很多的大企业和运营商在进行相关的研究。3GPP、IEEE进行标准制定，3GPP2014-2016年一直有关于室内定位相关的方案，主要是基站定位，2014年的时候FCC制定E911室内定位新规则，开始启动了新项目的研究，还是利用现在基站的技术，对室内定位的精度进行增强。利用wifi进行定位，IEEE制定了很多标准，启动了下一代的定位标准，开展一些室内定位项目研究。E911对GPS的影响很大，有可能会对定位行业提出一些更高的要求，促进产业发展。我们现在很多其它高精度终端，在消费级的终端到底能不能做到高精度，我们其实有非常重要的信息。刚才提了到精度有硬件和成本方面，在软件层面会有更高精度的应用方案。之前如果用安卓操作系统，其实安卓的操作系统是把下面很多相关简算封起来。我们可以看到卫星的一些信息，不能看到芯片本身的输出。今年6月份，Google开发者大会选择下一代的安卓操作系统开放NPI调用，我们可以获得芯片底层的数据。现在有的公司通过安卓系统改造，可能会出现变化。安卓是一个普实的操作系统，如果NPI都提供出来，可能会有一些新的应用。谷歌负责定位的技术主管也说这是一个在智能手机领域第一次让我们提供原始GPS观测量的数据，是不是会刺激一些新的应用。后面几年之中，可能会给产业带来新的思路和方法。

　　北斗现状。国家高度重视，无论是卫星导航产业中长期发展规划还是国务院关于促进新型消费，中国北斗卫星导航系统。重点都是希望推动北斗兼容卫星导航功能成为智能手机和智能导航的标准配置，这在文件中都有明确的说明。国家非常重视北斗在智能手机的应用推广。A-GPS起到了北斗的作用，2013年初工信部成立了相关的工作组，推动北斗的标准化工作。3GPP和OMA SUPL都是支持北斗的技术。我们的自主芯片也有历史性的突破，包括展讯和海思都出了芯片，智能终端出货量超出1000万部。北斗的渗透率在逐渐提升，我们综合全球的GNSS数据，渗透率在25%左右。因为从手机进网来说，并不测北斗的功能，但在进网的时候支持的款数是21%。

　　北斗挑战。北斗目前更多的处于从属地位，辅助GPS定位。只有北斗卫星的情况下，可能移动终端北斗性能比GPS差一些，很多的芯片厂商没有做优化。UI层面，手机支持北斗，但标识都是GPS。A-GPS是GPS手机的标准，但A-北斗不是北斗的标配，这是鲜明的对比，目前缺乏比较稳定运营的A-北斗定义平台。咱们国内厂商而言任重道远，前五大芯片厂商占90%的市场份额、高通、博通、联发科、U-blox、意法。

　　政策上需要进一步引领，国家的力量推动导航系统应用发挥重要的作用。手机将来会有更强制性的政策为牵引，逐步推动北斗和A-北斗智能手机的标准配置。应用我们认为需要进一步落地，王健林同志号召我们建立一个小的目标。十三五期间可以了解一个小目标，推动A-北斗全面的商用化，技术方案和标准以及芯片方面形成合力，先把小目标可以实现。十四五北斗有全球新频点，实现相关的产业化工作。现在在应急响应系统中有很多粗浅的方法，有的时候打110会问你在地方，咱们国家相当于国外，这在应急响应系统方面差别很大，国内一直没有应急的响应系统。产业需要进一步壮大，GPS发展历程来讲，尤其是导航向手机慢慢渗透过程中，会有大量的整合与并购，可以看的非常集中，包括CSR。北斗小、多、散、弱，厂商多如牛毛，每一家的实力都不是很强比较散。北斗产业园在全国建了很多，我们说是不是可以通过技术、资本和市场进行整合，形成规模化的厂商。发展需要创新，2014年有非常火的电影《星际穿越》，提到多维空间。人是三维的生物，可以认知四维的时空。我们对时间、空间和位置，这是人类最基本的需求之一。从人类发展历程看，一直在追求时间包括空间的精确标的。从时间上来说会有沙漏计时一直到慢慢发展的钟表。刚才谈星向图到指南针再到地图，地图不断精确。时间和空间在人类的发展过程中是分开的，到卫星导航系统出现以后启动了时间和空间统一的技术方案，通过卫星导航系统有精确的定位。卫星导航包括北斗在内的，有定位导航授时，这是现在生活的基准。我们如果聚焦智能终端行业，我们推动了北斗和卫星导航系统，是不是可以做一些小事推动产业的发展，北斗定位、高精度定位、室内定位。

　　我们希望应用新的技术形成良性生态系统，主要任务就是合作创新，标准测试和应用以及服务行业。我们组织架构有会员大会，有主席联席会有四个工作组，包括技术的工作组和大众服务应用工作组，交通建设行业智能终端应用工作组和高精度监测与位置服务应用工作组。会员发起单位37家，包括移动通信产业链，从运用商和终端厂商，包括手机上芯片厂商和测试仪表厂商，我们与大学和研究机构进行合作。

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