日均2100亿次调用,北斗系统“卷”进导航里

  文|略大参考,作者|杨知潮,编辑|原野

  作为主流智能手机的标配,GNNS(全球定位系统)的竞争一直暗流涌动。本着用户至上的原则,多数手机厂商都是同时支持北斗、GPS 等主流定位系统,择优而用。

  这是一场用户看不见的竞争,很长时间里,GPS 都凭借先发优势占据着更加主流的市场地位。但竞争格局正在发生改变。近日,北斗办官方公众号宣布,北斗系统每天被高德地图调用的次数已经达到 2100 亿次,还在平均单次定位调用卫星数量、民用定位精度等多个维度超越 GPS,正式实现了对国内导航应用定位的全面主导。

  手机用户无法感知到定位信号来自哪个系统,但对北斗而言,这无疑是里程碑式的事件。这意味着北斗从 GNNS 的参与者变为主导者,也标志着这项耗时 26 年、总投入超 120 亿美元,累计超 30 万人参与的宏大工程,通过了市场的检验。

  而在当下特殊的国际竞争局势之下,类似北斗这种自研技术的崛起,也在传递着无比珍贵的信心。这关乎当下,更关乎未来。

  01 发展

  想搞清楚高德地图每天 2100 亿次的调用意味着什么?有必要先来了解北斗系统的历史。

  严格来说,北斗系统在 2020 年才正式坐上牌桌,与 GPS 系统展开正面较量。35 颗北斗三号卫星在那年完成全球组网,自此,北斗系统开始为全球用户提供服务。

  为了迎接那一天,北斗努力了 26 年。时间回到 1994 年,当时还叫北斗卫星导航试验系统的北斗一号系统,启动建设。由于资金、技术等客观条件的不足,北斗系统的建设并未采用美苏的一次性建成,而是立足于国情,坚持自主创新,分设三个阶段逐步完成。

  其中,作为第一步的北斗一号系统建设难度最高,耗时也最长。从 1994 年启动,直到六年后的 2000 年,两颗静止轨道卫星才成功上天,北斗系统开始投入使用,到 2001 年年底正式开放运营,主要为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务。

  不过,当时的北斗民用化还处在试水阶段,距离商业化还很遥远。而从摩托罗拉失败的铱星系统到 space X、成功的星链计划,历史上诸多重大科技项目都反复验证过:商业化的成功与否,是大型项目成败的关键。

  北斗系统的进化很快来到第二个阶段,即商业化之路。

  2004 年,北斗二号系统工程建设启动。第二年,北斗公司被授予了运营服务牌照,宣告北斗系统正式进入商业化时代。不过彼时的北斗系统仅有三颗卫星,也仅仅能覆盖国内范围,商业竞争能力与有数十颗卫星的的 GPS、格洛纳斯不可同日而语。有数据显示,到 2009 年,北斗用户仅为 6 万,市场占有率仅为1%。

  不过这仅仅是个开始。在第二阶段后半程,北斗系统的建设开始明显加速,到 2012 年年底,14 颗卫星已经完成发射组网,服务范围扩大到整个亚太地区。

  在此期间,北斗服务的民用客户也越来越多。到 2011 年,国内的北斗用户已经达到了十万人左右,累计提供定位服务达到 2.5 亿次。不过北斗商业化仍然面临许多挑战,客户多来自大型集团,终端设备价格昂贵且笨重,个人消费者难以接受。彼时,全国没有手机厂商能支持北斗系统,一些记者与野外工作者在山野沙漠等严苛环境中使用时,还需要背负专门的北斗设备。

  在北斗二号系统建设的同时,2009 年,北斗第三阶段,即全球系统的建设也同时启动,计划于 2018 年向“一带一路”及周边国家提供服务。2020 年 6 月,随着最后一颗卫星“吉星”上天,北斗系统的 35 颗卫星完成组网,这项总计耗时 26 年、总投入超 120 亿美元、累计超 30 万人参与的宏大工程正式完成。

  围绕北斗系统,天上与地下的推进在同时进行。

  北斗全球系统的建设,几乎与它的全面民用化是同步进行的。2013-2014 年,第一批支持北斗系统的智能手机陆续上市,北斗系统开始与 GPS、格洛纳斯一起,为中国手机用户提供服务。国内营运车辆陆续安装北斗设备,以保障其营运安全。越来越多的共享单车接入北斗,以实现更加科学的停放,维护市容市貌。

  2007 年,北斗星通公司的收入仅 1000 万元,而今年前三季度,北斗星通的营收已经达到 24.6 亿。如今,全国安装北斗终端的营运车辆超过 700 万辆,支持北斗的智能手机超过 98%,且调取率超过了 GPS。此外,北斗系统还服务 110 万辆共享单车精准停放。

  图:北斗系统在减灾救灾、电力应用、 数字施工和共享单车管理等方面的应用

  不断增长的数据背后,市场格局也在逐渐发生转变。在最早为车辆、船舶安装的一批北斗导航仪中,多同时配有 GPS 系统进行辅助。因为彼时的北斗系统还稍显稚嫩,更多是作为 GPS 和格洛纳斯的辅助定位。如今,随着高德地图每天高达 2100 亿次的调用,毫无疑问,北斗系统已经成为中国市场上的主导。

  02 赢家

  北斗系统的成长史同时也是一部逆袭史。GPS 在中国的市场份额一度高达 95% 以上,彼时,北斗系统几乎不值一提。到 2016 年时,情况还没有大幅改善。受限于当时北斗系统的覆盖范围与服务能力,数据显示,2016 年前三季度,支持北斗定位功能的 759 款,仅占同期申请进网的全部手机比仅为 21%。即使在支持北斗的设备上,北斗也只是作为 GPS 的辅助存在。

  虽然 GPS 并不直接收费,但通过高精度使用授权,接收器、芯片等生产商的纳税等方式,美国依然可以靠着 GPS 长期“躺赚”。

  商业利润之外,定位系统技术长期由美国公司主导,相关的定位信息也掌握在它们手里,随着国际形势的变动,这其中暗含的风险也逐渐增长。于是,在这场围绕全球定位系统的竞争中,北斗得到了国内越来越多行业的积极支持。

  当代社会最重要的终端设备:手机,就见证并参与了北斗系统从“辅助”成为中流砥柱的过程。2013 年之前,全国没有任何一部手机能够使用北斗导航。2014 年,三星宣布将在 Galaxy Note3 国行版的两个型号中支持北斗系统,正式成为世界上第一个支持三大定位系统的手机产品,几乎同期,中兴、华为相继推出支持北斗系统的国产手机。2015 年,华为推出的麒麟 930 芯片开始支持北斗,北斗手机芯片完成了国产化。

  此后,国内主流手机品牌陆续接入北斗系统,占比数字也在不断提升。到 2020 年,80% 的手机芯片都已支持北斗,主流手机厂商仅有苹果不支持北斗。

  这样的傲娇也没有持续太久。迫于用户和市场压力,2020 年 10 月,苹果在秋季发布会上发布的 iPhone12 正式内置北斗卫星导航系统。到 2022 年上半年,新进网手机中有 128 款支持北斗,出货量合计 1.32 亿部,占比达 98.5%。短短六年,北斗在手机中的占比增长超过 4 倍。

  除了手机以外,智能汽车也正在成为卫星定位系统的另一个主要场景,如今,包括小鹏、比亚迪在内的诸多国内汽车以及运营车辆都已接入北斗系统。

  北斗系统的崛起,也推动了相关产业的发展。作为北斗系统在手机和车机上最直接的应用场景,地图导航 App 堪称北斗技术最大的受益者。

  从第一批智能手机接入北斗系统开始,高德地图等国内导航 App 就开始积极使用北斗系统。相较于 GPS,北斗有自己独特的优势。虽然黄金频段多被 GPS 和格洛纳斯占据,但北斗系统采用的定位技术更先进,卫星数量更多,能够显著提高定位精度。

  基于北斗系统的技术能力,高德地图们也开发出更多提高用户体验的科技创新性功能。2021 年 10 月,高德地图推出了“车道级导航”,即在北斗系统的加持下,将原本5-10 米的道路级精度提升到了 1 米以内的车道级别。通过这一功能,高德用户得以在立交桥、多车道路等一些传统导航难以驾驭的路况下得到更精准的引导服务。

  人造卫星的定位能力离不开计量时间的原子钟。在北斗身上,时间转化为空间定位,定位能力最终又“重塑”为时间。高德利用北斗的定位能力,动态计算红绿灯的状态,推出了红绿灯倒计时功能,在一些视线不好的场景中,有效帮助用户更好地预判下一步动向。

  此外,高德还基于北斗系统推出了位置共享、骑步行精准定位等创新功能。目前高德地图每日提供的海量导航服务次数中,已有一多半是通过北斗系统主导实现的。诸如此类的黑科技技术反哺,也进一步夯实了北斗系统的全球领先地位,为后者的长期竞争力提供了重要支撑。

  北斗赋能万业,继而得到更加丰富的反哺,实现双赢,十几亿人的市场和需求最终造就了一个独步全球、生生不息的生态系统。

  03 反哺

  北斗在民用领域成为主导,这是整个项目成功的关键里程碑,其意义不仅在于上下游的直接收入,传递的更是关于自研技术的信心。

  民用领域的顶尖技术往往来自航空航天,但最大型的航天航空技术,同样也需要民用市场的反哺,来延续其生命力和存在价值。北斗官方曾表示,600 亿的高昂投资,如果没有广泛的商用,恐怕难以收回。如果缺乏市场的输血和检验,即使是最先进的技术,也逃不过灭亡的命运。

  铱星计划曾经是全球卫星商业史上最宏伟的计划之一。80 年代中期,如日中天的摩托罗拉计划建造一个卫星系统,再通过特定的手持终端,让自己的用户在全世界任何地方都能通话。这一需求在今天的手机上都无法百分百实现,在那个以固定电话为主的时代更是无异于黑科技。

  1998 年,铱星计划正式投入使用,该系统由 66 颗近地卫星组成,总造价高达 34 亿美元。然而,如此浩大的工程却并不受市场认可。一个重要原因便是,在摩托罗拉谋划铱星计划的 80 年代,手机还未大规模普及,等到 1998 年,手机的市场规模大幅度扩大,“铱星手机”只在没有信号的区域才有用武之地。

  而相比普通手机,铱星计划的终端手机价格过于昂贵,通话费用也是普通电话的 10 倍以上,对于普通消费者显然毫无吸引力。于是,在投入使用半年后的 1999 年,铱星计划便宣布破产,几年后,无人收购的卫星开始掉落大气层销毁。

  耗费数十亿美元构建的巨大工程,因为没有通过市场的检验,而彻底沦为尘埃。

  在卫星定位系统领域,类似的故事也曾发生。前苏联和俄罗斯的格洛纳斯系统的组网时间较早,早在 1982 年就发射首颗卫星,1995 年基本完成建设。格洛纳斯具备先发优势,本有和 GPS 分庭抗礼的机会,但格洛纳斯的民用化进程一直较为缓慢,市场份额较低,即使在俄罗斯国内的份额也长期低于 GPS,直到 2010 年后才完成大规模的商业化。

  由于商业化不成功,加之俄罗斯经济原因导致的经费紧缺,进入 21 世纪的格洛纳斯系统经常曝出故障、精度不达标等事件,就连在本土市场都打不过 GPS。俄罗斯甚至为了推广格洛纳斯强制国内交通工具安装,但对于后者的推动并不明显。

  民用领域的失败甚至影响到了格洛纳斯的军用效果。在俄乌战争中,有俄军飞行员被爆出使用民用 GPS 进行定位,而不是自己家的格洛纳斯。

  而起步更晚的伽利略系统或许是吸取了 GPS 和格洛纳斯的教训,从一开始便瞄准民用领域,虽然也无法避免地要服务于军事和政治,但从创立之初,欧盟的目的就是与 GPS 争夺民用市场。

  虽然在商业化成果上与 GPS 存在较大差距,但伽利略系统在 2020 年的市场份额已经高达 3000 亿美元。据欧盟统计,伽利略系统在 2018 年的全球市场占比就达到 25%,在当年仅次于 GPS。通过良好的商业化,伽利略导航系统得以不断发射新的卫星提升自己的定位质量,形成良性循环。

  相比这些竞争者,北斗系统虽然在早期技术攻坚阶段经历了举步维艰的挑战,但 35 颗卫星完成联网的那一刻,一张庞大的、会不断生长的商业场景网图已经基本成型。国内拥有丰富的产业,从手机、互联网、海洋渔业到汽车工业,这些都是北斗系统可以大展身手的应用场景。

  落后就会挨打。近现代史中,强者通过技术卡脖子的方式压制对手,案例层出不穷。这是看不见硝烟的战场,但场上胜负却可能影响更为深远。对于北斗系统而言,日均 2100 亿次的调用,在国内导航定位领域实现北斗主导,只是新故事的开始。