原标题：专访刘经南院士：全球四大卫星导航系统里，我国斗极最好 《财经》特稿

  人无我有，相较于同类产品，斗极除了有定位系统标配的根底功用之外，还能在卫星之间通讯、互相测距，并支撑掩盖全球的星地双向通讯

  刘经南行色匆匆，2022年9月下旬刚获得了职业协会颁发的卫星导航定位终身成就奖，就从郑州赶回武汉，参加了电动轿车百人会举行的我国新动力轿车展开高层论坛。在智能化范畴展开得如火如荼的轿车工业，离不开高精地图和卫星导航定位。

  在《财经》记者面前的这位七旬老者，是武汉大学教授，曾任武汉大校园长和昆山杜克大校园长、国家“973计划”参谋组专家，现任国家卫星定位系统工程技能研讨中心主任。1999年，他当选为我国工程院院士，是我国在全球卫星导航系统（GNSS）技能运用和工程范畴的学科带头人，也是我国卫星导航定位工程运用范畴的开拓者。

  在业界看来，同类产品中，斗极更有优势，不只具有导航、定位、授时这三个一切定位系统都有的根底性功用，还在一切天上卫星之间，有通讯和互相测距功用，以及掩盖全球的星地双向通讯短报文。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，斗极已在我国逐步代替GPS发挥效果，在世界上也已在一百多个国家推行运用。比方用在手机、电子导航地图和“一带一路”国家的货运监管等方面。

  刘经南以为时空智能是一切动物特别是人类智能和才智的中心智能。人类知道方位、知道间隔、知道时刻，并将三者融为一体。《周易》里边榜首句话“观乎地理，以察时变；观乎人文，以化成全国”正是体现了人类的时空认知活动对人类文明进化的效果。

  这一概念与普通人的日子并不悠远，随同空间时刻的越发精准，将在科学、医疗、工业操控等范畴上引起巨大改变乃至是颠覆性改变，如：长途外科手术、跨国工业数字化出产长途操控都将逐步走入实际。

  商业航天正逐步变得更有比赛力与立异力，可被视作国家战略级的科技力气之一。对此，刘经南以为，要推进商业航天展开，就要充分运用民间资源，才有期望做出有比赛力的立异产品，推进战略科技力气的展开。

  刘经南：有这种现象。虽然我不太了解商业，但了解国家间科技实力比赛状况。咱们搞科技的和搞高技能工业化的对商业久远比赛力进步范畴认知较为超前，在商业出资方向敏感性上有必定影响，因而出资部分经常来联络咱们，包含国内的私募、公募基金，有些重点企业领导还会特地带着专题来校园寻求沟通。

  刘经南：找我咨询首要便是斗极工业及可运用斗极技能的工业方面的需求状况。他们最近爱好点会集在轿车职业。当然，在轿车范畴，斗极未来不管是轿车本身，仍是相关基建，如路途、5G+斗极、车联网、交管等都需求精准的方位、时刻信息。现在，世界上一起供给精准时刻、精准方位技能的，只要斗极（我国）、GPS（美国）、伽利略（欧盟）这样的卫星导航定位系统。而我在国内比较早投身于此。

  《财经》：斗极工业化是国家“十四五”规划中明确提出的方向，现在斗极工业化方面有怎样的特色？未来还有什么空间？

  刘经南：好问题。斗极的工业链比较长，从技能视点讲芯片是根底，芯片能做成接纳机，接纳机就能够用到各行各业，不光是工业范畴，包含社会服务范畴、政府办理范畴，都需求时空信息的产品。与此相关的还有地图，现在导航电子地图，未来的自动驾驭、智能驾驭、高精地图，地图本身便是一个很大的工业，收集路途信息要依照必定的规范把它制作成普通人能看懂的，乃至还要机器看懂的产品。虽然各行各业需求不同，但根据斗极终端和运用还需求有各职业的运用软件，软硬件结合能够满意各业态的需求。

  斗极未来展开空间其实很广泛，因为斗极所能供给的时刻、空间信息能够说是人类生计最基本的信息，人类的活动离不开空间和时刻。人类最早知道外界的技能和知识便是空间、时刻，行走去找资源、找吃的、找水喝，那就要知道水在哪里，能吃的东西在哪里，就要行。经过行来处理方位、定位，什么时刻，到哪里，能够到哪里，不只仅人，动物也是如此。在信息时代，咱们需求高技能协助获取愈加快速愈加准确的时空方位信息，来满意人们对物质、能量及其信息的需求。例如：斗极与新式根底设施交融构成交融型根底设施，有斗极+5G、斗极+物联网、斗极+工业互联网、斗极+电力网、斗极+油汽运送网、斗极+算力网等等，即斗极系统赋能新式根底设施精准时空方位服务才干。这些交融型根底设施树立相应服务渠道，给相关职业和范畴供给多种时空方位需求的服务，使其服务愈加精准、愈加快捷、愈加智能和才智。能够说，空间只受人类想象力的约束。

  《财经》：特别想问一下导航方面，斗极在导航方面和GPS比较方何？美国能不能卡咱们的脖子？

  刘经南：咱们在全球的一些当地对斗极定位导航的精度进行了测验，得到如下知道：斗极功用多于其他三大卫星定位导航系统，包含俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略、美国的GPS。斗极不只具有导航、定位、授时这三个一切定位系统都有的根底性功用，还在星间通讯和测距方面优于GPS。斗极能完成从卫星到终端和从终端到卫星的双向通讯，这一功用四大卫星导航系统中只要斗极系统具有。华为Mate50便是从技能上研制出了能够跟斗极卫星通讯发短报文的手机。不过现在受限于我国的法规方针，为确保卫星安全，直接跟斗极卫星完成双向短报文通讯需有资质或授权。现在此种服务权限握在特定安排手中，没有遍及全体商业商场。别的，斗极还具有人员搜救功用。一种是按世界搜救安排规范要求，受困人员凭借斗极搜救设备发送求助信息，世界搜救安排组成搜救，并运用斗极双向通讯功用对受困人员进行回应。待救援的受困者收到回应后可知道搜救者大约的抵达时刻，可心安自救、暂时关机省电、等候救援，在约好时刻再从头开机发送受困方位被及时捕捉，完成救援，这便是双向通讯功用的含义之一。

  关于美国能否卡咱们的脖子，其实这四大系统在联合国签约后被以为是人类同享的公共根底设施，在民用方面不行侵略，更不行成心或歹意搅扰损坏，不然违背世界公法。四大全球卫星导航供货商也就确保民用签了协议，答应各自信号兼容互操作，极大确保了时空方位根底性民用服务惠及除军事等受限范畴外的全球商场。在以动力、交通、网络代表的特别范畴里，我国必定也是以斗极独立收到的信号为主，完成自主可控的导航定位，这有助于避免他国对我国展开的掣肘，因而一般状况下他国卡不了咱们的脖子。但若买国外的芯片制成的接纳终端，就会存在必定的危险。

  刘经南：其时，GPS在全球商场份额的占比已达90%以上，方位不行小觑。但斗极在我国许多商场上正渐渐浸透、代替GPS发挥效果。在与群众利益和国家安全相关的范畴，如交通、金融、电力、动力、通讯、地图测绘、政府办理等，国家方针规则：有必要选用斗极时空基准，有必要用自主可控的斗极芯片、接纳机和软件；在群众商场，如手机、轿车商场等等，能够由用户自主挑选，但手机和车辆的移动方位数据，触及隐私和公共利益，只许落地存储在我国网络的本地服务器中，未经许可，不得与国外组织同享。因而，我以为，跟着时刻的推移，几年之后，国内商场份额，斗极系统占比会高于90%。世界商场份额，跟着斗极的技能和功用、产品质量和价格优势及服务优势的进步，占比也会越来越高。

  刘经南：因为导航电子地图作为公共产品，现在对群众用户还不会显现导航根据斗极或是GPS系统的原始信息来历，只要专业用户知道怎样提取和剖析手机中斗极和GPS的数据。关于职业用户接纳机和群众手机来说，专业技能人员能够经过图商等App完成数据溯源，或许依照接纳机或手机的技能保护手册的专业提示，获取卫星观测数据，知悉是由GPS仍是斗极供给的，亦或是由它们一起供给的。

  《财经》：怎样看美国现在的商业航天，我不是说国家那种含义上的备战比赛，而是指商业航天民用方面的运用。从咱们两个国家的商业航天视点，您觉得咱们应该怎样构建自己的商业航天比赛力？

  刘经南：这是最近深受重视的世界热点问题。在俄乌抵触中，美国的商业航天为美方支撑的乌方供给了许多的信息，使得乌克兰的戎行超越了俄罗斯戎行的信息化程度。详细支撑首要体现在两个方面：一是美国许多高科技的遥感商业航天公司，如谷歌（Google）、麦克萨（Maxar）等为乌方供给了高明晰遥感印象，使战场态势与改变状况出现明晰；二是以SpaceX公司高安全性的星链卫星为乌克兰供给野战通讯才干。与此相反，俄罗斯仍选用大兵团作战的旧式办法，这种方法存在露出性高级丧命缺点。而美方的遥感卫星技能与星链卫星技能，都是源自商业范畴，即民间行为。因而，还欠好对它采纳反击办法。

  我国的商业航天于2014年起步，并获国家方针支撑，由此取得了快速的展开。咱们的起步比美国晚，美国的起步在20世纪80年代初，并且，美国航天展开本身就满是商业化的，虽然在展开过程中有过国家计划的辅佐，但都是由私营商业公司运营。如波音和洛克希德·马丁两家商业公司，是美国国家航天的两大主力，它们不只从事飞机的研造，也探究火箭和多类卫星工作的展开。固然，美国航天工作的展开也离不开外部环境的促进，如苏美暗斗时期美方的星球大战计划等的影响，但不得不供认，美国的商业航天现在仍有全球引领性优势。比方美国国家层面想做的屡次往复可收回型火箭，SpaceX公司的一枚猎鹰9能够往复十几次，最近成功发射的是第14次，还要进行第15次发射。火箭大到能承载60颗卫星，分许多格子，依照不同的轨迹发送出去，还有火箭收回，推进了太空旅行，装了七八个人，到美国空间站上去领会失重的感觉。

  对此，咱们也有一些反思，我国也要推进商业航天展开，只要充分运用民间的资源，如资金、技能、场所等，齐心协力，咱们才有期望做出廉价的有商场比赛力的立异产品，然后进一步推进我国国家航天的展开。习在十九大上提出，“将来大国之间的比赛中心是战略科技力气的比赛。”而强化国家战略科技力气的观点在2021年院士大会上习再次说到，体现出战略科技展开对我国展开的极点重要性。

  战略科技力气不只包含国家实验室、国家科学院此类国家科学技能研讨中心，还包含985研讨型大学、赋有世界比赛力的龙头科技企业等，如华为、小米等。我坚信我国商业航天范畴再经必定时刻跨度的展开，也将极富比赛力与立异力，所以它也应该是国家的战略科技力气中不该或缺的一支。

  刘经南：这个问题很专业。从物理学视点了解，空间智能便是指找当地的才干。时刻和空间不行分割，如“速度是每小时多少公里”中的“公里”便是指空间间隔，“每秒钟转多少视点”中的“视点”也是空间方位的概念。

  时空智能是人类才智的生动体现。人类知道方位、知道间隔、知道时刻，并将三者融为一体。《周易》里边榜首句话“观乎地理，以察时变；观乎人文，以化成全国”，正是体现出人类的时空认知活动对人类文明进化的效果。人工智能发端于仿照、学习天然智能：特别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，它们寻食时，专职寻觅蜜源的工蜂找到蜜源回到蜂巢后，为指引专职采蜜的工蜂伙伴前往某个方向几十公里远的已知蜜源，常常会跳一种八字形舞，这个八字形中心两个椭圆相切的方向线也是椭圆长轴方向，即蜜源的方位线，这个方位线的方位角是以其时太阳的方位为规范的，飞多远的详细信息，隐含在找蜜源工蜂在方位线上摇摆的次数和椭圆长轴的长度中。采蜜工蜂了解了这个带有蜜源时空方位信息的沟通舞蹈就带领重生的采蜜蜂飞往蜜源采蜜去了，而当采蜜归来时，太阳现已转过了一段方向，采蜜工蜂要能计算出太阳其时与动身时转动了多少方位才干找回蜜源和蜂巢其时方向之间新的太阳方位联系，才干回到自己的蜂巢也便是把时空方位改变搞得很清楚。阐明小蜜蜂为了生计，它们的几许与物理还有地理都学得不错哦！研讨这个现象的几位奥地利科学家，因为提醒了社群动物蜜蜂的沟通智能与时空方位智能与它们的数理逻辑、认知和学习智能的联系还获得了1973年诺贝尔生物奖。

  我比较早探究时空智能。天然科学家以为时刻、空间不行分割，且能够互相转化。在此根底上，爱因斯坦引进与物质质量的联系，并从理论上证明了三者的联系。在物质万有引力的根底上，他提出：存在引力的时空不是牛顿和咱们知识所以为的时空是平直的，物质引力越大会将时空拉得越曲折，然后改变了空间和时刻的原有长度。如：在太阳周围，因为它质量比地球大得多得多，那里的时空间曲折比地球要大得多，光线在曲折空间里走的最短路途就不再是直线，这是时刻、空间扭成一体的概念。而咱们研讨这个概念，是根据时刻和空间是人类生计的根底。一切的信息都是经过时刻、空间来体现的，而光便是表明时空一致的量：光的波长是空间量、振荡频率是时刻量。光本身既能够表述为每秒钟多少米，也能够表述一个波长是多长或一秒钟振荡频率是多少，波长乘上频率就得到了光速。光速是个常数，不同物质宣布不同波长和频率的光，光的色彩取决于它的波长、频率。而物质的性质之一是色彩，就可经过物质宣布光的波长和频率来认知。比方铁是赤色的，而把钠盐放到火上烧宣布的是黄光。因为纳氧化焚烧时发的光的波长频率对应黄色。这便是经过光的波长频率这个时空量研讨物质性质的原理。

  研讨生命体，研讨化学，研讨资料，研讨物理，归根到底是研讨其物质结构与性质。时刻、空间是研讨物质能量信息最基本的方法，它们的存在和改变方法都是由时空表明的，曩昔咱们不太重视物质的性质，而获益于现代科学的展开，以光信息中所带着时刻、空间信息的质谱仪为研讨物质的东西，物质对咱们的利害被逐步发掘，然后更好地服务于人类需求包含健康工作。

  《财经》：现阶段从时空智能概念的视点，您以为它最首要的落地运用，从运用视点上说首要便是体现在高精地图？

  刘经南：那不止，高精地图仅仅其在交通轿车东西方面的运用，其将来在许多范畴都有很强的运用潜力。如在地上通讯范畴，当下5G技能只能确保毫秒级的用户级延时规范，假如“5G+斗极”顺畅落地，全球范围内同一5G移动网络任何节点之间信息传输的时刻同步基准精准度将会到达纳秒级，这样精准的网络基准时刻就能够确保微秒级的用户延时，至少进步1000倍。将来5G移动网络时空基准的精准度一经进步，在科学、医疗、工业操控大将带来新革新。长途指挥外科手术能愈加精准、工业操控中的自动操控出产线也能愈加精细。

  现代制造业和其运营管控服务出现全球散布态势，若要将散落在全球各地的产品出产环节运管服一体化展开，需求精准的全球时刻和方位同步或协同操控。由此，时刻、空间是将来高新技能进步经济展开质量的一个最重要的新的抓手。

  《财经》：咱们智能驾驭对安全的要求比较高，高精地图和车载传感器比较，哪个更能够确保行进安全？

  刘经南：这两者各有各的功用，缺一不行。高精地图作为一个行车环境信息基底，承载根底性兜底的功用：一切的信息虽独立承当自己的使命，但终究都表达在高精地图上，经过它来完成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服务器中的行车区段众源信息等，都将经过高精地图交融和协同，然后按车速车况和场景安全性的轻重缓急会集决议计划和调控，以完成安全、舒适、快捷的行车智能服务。车配传感器调查到的环境改变可能是实时的改变，而这个改变是经过与正在运用的高精地图场景匹配后才干发现的，由高精地图决议计划将捕捉到的改变及时上传到云上交互，也要经过路旁边车联网通讯节点送到云端，由云端验证承认后以群发方法供给此新信息给其他用户，然后真实完成车路人的协同、车车协同以及车与人的协同交互，来完成路途行车的全体安全。如若路旁边的限速、转弯指示牌倒了，智能网联轿车将此信息经由高精地图匹配判别，地图将根据静态信息坐标即时调出弯道半径等相关信息操控车辆，轿车将在规则地址自动采纳降速、转向等一连串操控指令。一起，高精地图作为终究的基底型确保机制，能在传感器或其他设备失能的状况下完成操控才干。从这个含义上讲，高精地图是一个不行或缺的自动驾驭的根底设施。

  刘经南：“5G+斗极”是我在武汉最早提出来的，这在技能上是一个交融立异。5G与斗极同属高新技能，两者互相交融、互相赋能。斗极将时空信息赋能给通讯根底设施，而通讯根底设施运用其高速传输特质，能够把斗极的信息传得更快、传得更好。时空联系是处理智能问题最重要的根据，什么时刻，什么地址，处理什么问题，这便是智能。什么叫精准？空间、时刻、方位的精准。两者缺一不行，方能完成精准扶贫、精准医疗等对人类美好产生裨益的行动。

  说到武汉，其实武汉很早就提出以建立智能车辆测验场的方法促进智能轿车的展开和推行运用，规划运用5G+斗极架构在武汉经开区做测验场，几经疫情等多种曲折，现在已正式开工。5G+斗极的概念推行得很快，国内最早是移动、联通等5G车牌公司进场，我国移动与咱们协作于2018年就现已在全国做了4000多个5G+斗极的地基增强基准站，展开路途行车精准方位辨认服务和路途灾祸的猜测预警。尔后，5G+斗极开端被运用于各个范畴，铁道要建自己的5G+斗极架构进步列车操控水平，公路也要做车联网，以期完成车与路的协同、车与人的协同、车与车的协同。

  刘经南：在自动驾驭的几种概念里，最早被提出的是单车智能，由特斯拉的马斯克创始。他说：他的自动驾驭车有两个摄像机即能够代替人的眼睛，他的人工智能技能也很强，可彻底完成单车智能。但特斯拉的自动驾驭车在美国、欧洲、我国出的事端都许多，形成不少人员伤亡。单车智能对传感器功能质量要求十分高，不只价格昂扬，因为外界环境要素的改变搅扰，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满意安全刚需，超声波只满意近间隔需求，激光雷达易受雨雾、烟雾搅扰失效，毫米波雷达精度和可调查间隔受到约束，全配上也难以在各种场景下确保车辆安全。因而，即便在美国，现在人们也都建议应该加上车联网，处理所谓V2X问题，即车、路、人与环境协同问题。

  我国计划提出：不要把昂扬担负全放在车上，而是交给公共根底设施，让路途感知+5G+斗极成为路侧感知系统，感知车辆运转也感知周边的环境，并将这些信息汇总于云上向用户发播。这样，车联网就像有“天主之眼”相同，及时向用户供给他们感知不到的信息，来支撑其行车的自动安全。5G+斗极乃至能感知到路面上精准的气候改变，依托此技能，咱们对路途下雨鸿沟间隔的猜测差错不超越两三米，时刻差错不超越两三分钟，下雨量会准确到两三毫米，那就不会产生上一年郑州暴雨那样的灾难了。这种全方位、高精度的环境气候猜测，源自于斗极较强的感知大气中水汽含量的才干：卫星数据含有每条电波射线弯直程度随大气中水汽含量多少和三维方位改变的联系，然后能精准猜测预告气候从而确保轿车行进安全。这种路侧根底设施，减轻了车子的担负，也就处理了用户的担负，当然，这种斗极+5G精准气候预告仍有许多难点需求咱们去霸占。

  （感谢高柯夫对专访的大力支撑与协助；本文刊于2022年12月19日《财经》杂志）