武漢+北斗：地球空間信息產(chǎn)業(yè)的崛起之路

澎湃新聞記者 彭艷秋

作為“測繪教育之都”，武漢大學(xué)測繪學(xué)院師生創(chuàng)業(yè)的故事并不罕見。

武漢依迅北斗時空技術(shù)股份有限公司創(chuàng)始人付誠就是其中之一。從2003年，付誠以8000元創(chuàng)業(yè)起步，伴隨著北斗飛天的鼓點節(jié)拍，其執(zhí)掌的依迅由一家小公司快速成長為業(yè)內(nèi)的“隱形冠軍”。

“作為‘北斗+’時空智能產(chǎn)品提供商，依迅北斗以北斗+時空智能領(lǐng)域芯片、板卡、終端等軟硬件為核心，研制生產(chǎn)高精度組合導(dǎo)航模組、高精度導(dǎo)航定位授時系列終端等，聚焦智慧城市、智能交通、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，并成功入選工信部‘專精特新’重點小巨人企業(yè)?！币姥副倍菲放瓶偙O(jiān)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(lǐng)域，武漢擁有劉經(jīng)南、李德仁、張祖勛、龔健雅等多名院士。武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室是我國測繪學(xué)科第一個國家級重點實驗室。以劉經(jīng)南為代表的武漢多位院士及科研人員，都曾先后服務(wù)過我國三代北斗衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)。

北斗應(yīng)用的實質(zhì)是位置服務(wù)，武漢是我國北斗產(chǎn)業(yè)的科教人才資源密集區(qū)。

從武大等高校源起，武漢的北斗產(chǎn)業(yè)鏈搭建逐漸完善。已形成包括北斗芯片設(shè)計與地球空間信息數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理加工與運營服務(wù)、系統(tǒng)集成及應(yīng)用服務(wù)等在內(nèi)的相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈。人才優(yōu)勢、院士資源、政策引導(dǎo)，正吸引越來越多北斗領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)落地武漢。近年來，隨著立得空間、依迅北斗、武漢華測等企業(yè)北斗智能終端批量生產(chǎn)，過去偏向軟件的武漢北斗產(chǎn)業(yè)，硬件能力進(jìn)一步得到提升。

開創(chuàng)出自己的局面

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。經(jīng)過多年發(fā)展，北斗系統(tǒng)已成為面向全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位、導(dǎo)航與授時服務(wù)的重要新型基礎(chǔ)設(shè)施。

中國的北斗系統(tǒng)建設(shè)，是在國家經(jīng)濟(jì)實力、技術(shù)基礎(chǔ)還比較薄弱的背景下開創(chuàng)出的局面。

上世紀(jì)90年代，美國GPS、俄羅斯格洛納斯已完成全球組網(wǎng)，占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。1994年，中國開始研制發(fā)展獨立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，至2000年底建成北斗一號系統(tǒng)，采用有源定位體制服務(wù)中國，成為世界上第三個擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。2012年，建成北斗二號系統(tǒng)，面向亞太地區(qū)提供無源定位服務(wù)。2020年，北斗三號系統(tǒng)正式建成開通，面向全球提供衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，標(biāo)志著北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成。

伴隨著中國北斗系統(tǒng)的建設(shè)完善，武漢的北斗應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)也在開創(chuàng)自己的局面。

“激光雷達(dá)這個領(lǐng)域的設(shè)備起初很多都是進(jìn)口的，這幾年基本自主可控了。進(jìn)口的激光雷達(dá)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(chǎn)品只需要十來萬，體積重量全面實現(xiàn)普適化、工具化、輕量化、國產(chǎn)化。”華測衛(wèi)星副總經(jīng)理陳長軍告訴澎湃新聞記者。

2016年，依托與武漢大學(xué)在北斗高精度激光雷達(dá)移動測量技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動，華測衛(wèi)星的前身技術(shù)團(tuán)隊成立，組建了一支以行業(yè)內(nèi)頗具實力的博士、碩士領(lǐng)銜的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊。2017年，核心產(chǎn)品北斗多平臺激光雷達(dá)測量系統(tǒng)上市，在國內(nèi)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)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(dá)的立體式脈沖發(fā)射，獲取三維時空信息。

2017年底，為實現(xiàn)自研的北斗高精度激光雷達(dá)系統(tǒng)規(guī)?；瘧?yīng)用，武漢公司引入了上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司的先進(jìn)資本，達(dá)成初步戰(zhàn)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(jìn)口，價格高，用戶群也難以擴(kuò)大，維修成本高，比較被動。結(jié)合原始武大團(tuán)隊的基礎(chǔ)研究，并引進(jìn)專業(yè)高科技人才，基于北斗高精度定位技術(shù)的發(fā)展、國內(nèi)激光雷達(dá)技術(shù)的積累，現(xiàn)在已實現(xiàn)自主可控。

測繪行業(yè)的生產(chǎn)方式在不斷改變，從過去的人海戰(zhàn)術(shù)逐步變成依托無人船、無人機(jī)、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(jié)合動力系統(tǒng)，使其保持在點位上，采集完數(shù)據(jù)之后再移動，通過算法模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能識別處理，提升綜合效率。

華測衛(wèi)星研制的如是RS10，以非接觸的掃描方式，掃描速度快、全數(shù)字化、高精度、適應(yīng)性強(qiáng)，配合內(nèi)業(yè)軟件CoPre、CoProcess，可快速采集點云數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并實現(xiàn)精準(zhǔn)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(xiàn)在能夠達(dá)到高精度。之前設(shè)備笨重、操作性復(fù)雜、穩(wěn)定性不強(qiáng)，現(xiàn)在產(chǎn)品的集成度更高，穩(wěn)定性更強(qiáng)，操作也更簡單智能。做無人船、無人機(jī)主要還是為了滿足專業(yè)測繪人的需求，看似應(yīng)用廣，其實非常聚焦，始終圍繞北斗高精度定位技術(shù)及綜合行業(yè)解決方案。”

北斗產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)不僅在硬件上進(jìn)行創(chuàng)新，也在空間層次、應(yīng)用領(lǐng)域上不斷探索。

“天臨空地海的監(jiān)測能力，這個概念是空天院第一次提出來的?！弊鳛橹袊茖W(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院投資創(chuàng)立的高新技術(shù)企業(yè)，中科星圖將實驗室里的技術(shù)落地轉(zhuǎn)化，面向特種領(lǐng)域、智慧政府、氣象生態(tài)、航天測運控、企業(yè)能源等領(lǐng)域，探索北斗高分融合的產(chǎn)品型態(tài)和應(yīng)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(shù)據(jù)、遙感大模型，聚焦在商業(yè)航天和低空經(jīng)濟(jì)，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(yīng)用業(yè)務(wù)板塊向前推進(jìn)的一個重要節(jié)點，以空天信息和中科星圖的數(shù)字地球底座為基礎(chǔ)，在公共安全領(lǐng)域構(gòu)建服務(wù)能力。

“大模型領(lǐng)域主要是兩個方向。遙感衛(wèi)星對地觀測的數(shù)據(jù)，完全靠人工分析效率比較低，通過大數(shù)據(jù)快速檢測，另外一個是語言類的系統(tǒng)，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(yīng)用往往是通過積攢業(yè)務(wù)積攢數(shù)據(jù)，模型、算力、數(shù)據(jù)的內(nèi)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(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，快速實現(xiàn)災(zāi)害前后的信息比對，通過模型判斷受災(zāi)情況。

“下大雨之后的結(jié)果，可以通過歷史大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從災(zāi)前事前的追溯，到災(zāi)中的處理到災(zāi)后的結(jié)果，大模型反復(fù)訓(xùn)練進(jìn)行比對。山體滑坡、洪水地震大火，可以預(yù)判結(jié)果，通過海量歷史數(shù)據(jù)推算研判，來防災(zāi)減災(zāi)?！崩钗膭P說。

科技成果轉(zhuǎn)化

基于武漢豐富的高校資源，比如學(xué)科建設(shè)全國領(lǐng)先的武大測繪專業(yè)、華科光電專業(yè)等，誕生了眾多北斗相關(guān)的泛測繪公司。

華測導(dǎo)航落地武漢后，一定程度上改善了武漢北斗產(chǎn)業(yè)偏軟缺硬的局面。從最早做車載相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品到無人機(jī)興起后的機(jī)載產(chǎn)品，隨著市場的開拓，華測武漢的團(tuán)隊從100多人擴(kuò)增到500余人。

創(chuàng)新的生命在于應(yīng)用?！皩W(xué)校是以科研為主，以前形成了原理性樣機(jī)和工程樣機(jī)，并不能形成一個能廣泛有效使用的產(chǎn)品。現(xiàn)在技術(shù)可以通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動、公司產(chǎn)業(yè)化的方式孵化產(chǎn)品。我們會收集用戶各種反饋，來迭代產(chǎn)品與技術(shù)，沒有這些需求和反饋，也沒有動力改善技術(shù)。”陳長軍說。

市場人員要對需求、對用戶敏感，技術(shù)人員要對技術(shù)發(fā)展方向敏感。華測內(nèi)部采用IPD體系（集成產(chǎn)品開發(fā)），通過不斷迭代有效的產(chǎn)品規(guī)劃、技術(shù)規(guī)劃、質(zhì)量框架、測試環(huán)節(jié)，完善研發(fā)到生產(chǎn)到市場端到端的質(zhì)量管理體系?！靶∨繙y試完沒問題才會正式轉(zhuǎn)產(chǎn)，所有的工藝定下來之后才會量產(chǎn)。功能多樣化的同時還要穩(wěn)定，這體現(xiàn)在技術(shù)成熟度上，不能復(fù)制意味著用戶沒辦法用得起。保證設(shè)備本身的可靠性穩(wěn)定性，才能保證產(chǎn)品的一致性穩(wěn)定性，生產(chǎn)才有效率。”

測繪領(lǐng)域的精度達(dá)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(dá)成合作，提供智能駕駛的定位模組。產(chǎn)品也應(yīng)用于智慧城市、農(nóng)業(yè)、水利、電力、應(yīng)急救災(zāi)等領(lǐng)域?！巴ㄟ^信息化的平臺去支撐系統(tǒng)性的終端和解決方案。我們的設(shè)備一般放在山川河流險峻的地方，安裝后可以實時監(jiān)測沉降、滑坡等風(fēng)險，提供信息給到相關(guān)部門，進(jìn)行預(yù)警，為決策提供有效數(shù)據(jù)支撐?！敝魳颉ⅪW鵡洲大橋等武漢的大橋，采用了華測的終端設(shè)備來監(jiān)測橋梁的下沉或形變，偏離正常區(qū)間會及時預(yù)警。

北斗應(yīng)用領(lǐng)域，往往需要人才具備復(fù)合專業(yè)背景。

“依據(jù)客戶的需求，這就需要了解行業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)律及痛點，成為行業(yè)專家。最高層的專業(yè)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?！敝锌菩菆D各不同應(yīng)用業(yè)務(wù)板塊，需要把每一個具體行業(yè)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(jīng)適用了很長時間?！懊袷录m紛要處理的時候依據(jù)法律法規(guī)，可以靠系統(tǒng)來檢索。模型訓(xùn)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(guī)法律，提高效率?！?/p>

中科星圖的各業(yè)務(wù)板塊看似獨立實則相互交融，除了芯片制造，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)搭建得比較完善。智慧政府、氣象生態(tài)、航天測運控等相互交叉形成綜合解決方案。

從過去傳統(tǒng)的服務(wù)部隊服務(wù)政府，到開拓個人用戶，這是北斗產(chǎn)業(yè)鏈上的應(yīng)用型企業(yè)較為普遍的第二增長曲線。

中科星圖也在進(jìn)行航空航天產(chǎn)業(yè)鏈下游成果向中小企業(yè)和公眾的推廣應(yīng)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(fā)展?！?/p>

為將中科院體系里與航空航天相關(guān)的優(yōu)勢打造成大的研究院來支撐空天產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國科學(xué)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(shù)底蘊(yùn)，通過科技與產(chǎn)業(yè)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(nèi)核，2020年登陸科創(chuàng)板，也是空天院的第一家上市企業(yè)，成為國內(nèi)數(shù)字地球第一股，通過產(chǎn)品體系打造，賦能千行百業(yè)，支撐空天信息在各行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用和發(fā)展。

外部環(huán)境

北斗衛(wèi)星組成的星座，如何產(chǎn)生重大價值，就需要北斗產(chǎn)業(yè)化。

空天信息的新質(zhì)生產(chǎn)力，正是建立在國家級的基礎(chǔ)設(shè)施上，來提供整個空天信息的數(shù)據(jù)采集能力、監(jiān)測能力。北斗衛(wèi)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(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取與處理。這些數(shù)據(jù)，再通過新一代信息技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化平臺，應(yīng)用于各個行業(yè)，如數(shù)字城市、應(yīng)急救災(zāi)等。過去使用空間信息的主要是政府、部隊、央企，體量有限，現(xiàn)在北斗應(yīng)用企業(yè)紛紛拓展大眾應(yīng)用領(lǐng)域。

李文凱說，“武漢是地理信息的大市，高校資源豐富，行業(yè)大咖們也都非常熟悉，我們會請各專業(yè)領(lǐng)域?qū)＜襾斫涣?。星圖有自己的生態(tài)沙龍，每月一期，基于行業(yè)屬性，應(yīng)急、消防、水利等，大家從不同的角度探討?！?/p>

基礎(chǔ)設(shè)施引領(lǐng)各個科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)迅速開發(fā)出相關(guān)的應(yīng)用。隨著國內(nèi)北斗高精度定位技術(shù)的突破，及實現(xiàn)國產(chǎn)化后，成本逐漸下降。通過收取北斗衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行算法處理，提高自動化程度、生產(chǎn)效率、準(zhǔn)確度。與此同時，行業(yè)數(shù)據(jù)的豐富程度，也影響著應(yīng)用層面的深度。

李文凱表示，模型本身不是問題，只剩下調(diào)優(yōu)，但需要龐大的數(shù)據(jù)和算力，最后成不成功要靠算出來?！氨倍肥情_源的，需要獲取數(shù)據(jù)再改再算，再算再改。不同區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，對準(zhǔn)確性要求很高。有的地方數(shù)據(jù)偏少，數(shù)據(jù)多少與各地方政府歷史數(shù)據(jù)相關(guān)，我們的應(yīng)用還是建立在數(shù)據(jù)之上的。”

2022年，湖北發(fā)布《推進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干措施》?！洞胧诽岢?，全省各級機(jī)關(guān)事業(yè)單位和國有企業(yè)要加強(qiáng)采購需求研究，大力推進(jìn)北斗在測量測繪、自然資源、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域的全面應(yīng)用，此外，北斗應(yīng)用還要拓展到大眾消費領(lǐng)域，在營運車輛、城市公交車等公共設(shè)施上實現(xiàn)應(yīng)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(yīng)用推廣奠定基礎(chǔ)。

強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈，帶動部分軟件企業(yè)逐步同硬件生產(chǎn)廠家達(dá)成北斗生態(tài)鏈合作。陳長軍說，原始設(shè)計比較重要的是設(shè)計原型及重要部件，這樣工業(yè)基礎(chǔ)和供應(yīng)鏈體系就很重要。國內(nèi)近年來工業(yè)基礎(chǔ)比較扎實，把整體的設(shè)計和質(zhì)量控制體系都搭建完成了。設(shè)計激光雷達(dá)，涉及機(jī)械、電子等學(xué)科，武大、地大為華測供應(yīng)了不少人才。

華測的快速發(fā)展，也受益于當(dāng)?shù)卣?。近年來，湖北鼓勵發(fā)展第二總部經(jīng)濟(jì)，對華測而言也是發(fā)展的契機(jī)。

為更好地把握北斗系統(tǒng)發(fā)展帶來的機(jī)遇，2021年，華測導(dǎo)航在湖北省、市、區(qū)各級政府的支持下投資建立武漢基地-華測時空智能科創(chuàng)園，依托珞珈新空、智能鳥無人機(jī)在北斗新型智能裝備領(lǐng)域的成果，利用武漢人才與高?？蒲袃?yōu)勢，進(jìn)一步整合行業(yè)資源實現(xiàn)湖北省北斗產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈共贏。武漢華測成為湖北省第一個擁有自己產(chǎn)業(yè)園的北斗企業(yè)。

“現(xiàn)在有兩到三家企業(yè)也在建自己的產(chǎn)業(yè)園，這是產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的一種互相支持。湖北省政府對華測時空智能科創(chuàng)園給予了比較大的支持，我們才發(fā)展壯大?，F(xiàn)在終端一年有4億多收入，預(yù)計今年能夠達(dá)到6個多億?！标愰L軍說。