合众思壮：“捕捉”北斗

从大到伟大，一直是公众对中国企业的期待。企业的成长，是中国经济的一面镜子，也是国家进步的一个标志。从头部企业到独角兽再到小微企业，都氤氲着更多的选择以及更好的未来。那些“怀璧”的企业，孕育着独特的经营之美。它们或是有着不为大众所熟悉的技术创新，或是服务加分，或是 社会 责任，或是瑰丽创意，这些都构成公司的“巧实力”，为人民对美好生活的向往添砖加瓦。

等行李是大多数人航空出行的欠佳体验。而在即将投入运营的大兴国际机场，随着超宽带（UWB）高精度室内定位系统的使用，10厘米的精度，将使托运行李追踪“尽在掌握”。

“行李有迹”的背后，是一家民营卫星导航企业的身影——合众思壮。人们耳熟能详的GPS、北斗等卫星导航系统如何“飞入寻常百姓家”，运用到手机导航、物流跟踪、工程测量、精准农业等领域？这其中有一个千亿级规模的行业市场。

从代理国外终端产品起家，到自主研发出全球首颗支持全信号的导航芯片，过去的1/4个世纪，合众思壮的成长见证了中国卫星导航产业的发展路径，也诠释了中国经济转型迭代的升级历程。

“自主研发的投入是巨大的。”在位于北京亦庄经开区的合众思壮新时空科创中心，负责技术研发的公司副总裁吴林颇为感慨，“但我们一直想得很明白，这条路要坚定不移地走下去”。

与北斗共同成长

“3、2、1，点火。”6月25日2时9分，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭成功发射第46颗北斗导航卫星。这是北斗三号系统的第21颗组网卫星，2020年整个北斗三号将全球组网、高精度的导航定位服务覆盖全球。

在这次发射前一个月，由合众思壮自主研发的全球首颗全面支持北斗三号民用导航信号体制的高精度基带芯片“天琴二代”在京正式发布。

“公司的发展与北斗导航系统的建设基本是同步的。”吴林向记者回顾合众思壮发展 历史 时提到。

1994年，美国GPS系统进入民用领域，中国的北斗卫星导航试验系统正式立项。这一年，在北京航空航天大学任教的郭信平辞职下海，注册成立了合众思壮公司，成为首批进入卫星导航领域的企业之一。

“卫星导航应用只受想象力的限制。”彼时的中国，市场经济的地位刚刚确立不久，到处都是蓝海，卫星导航产业更是如此。拿下美国最大的导航型GPS生产商——佳明公司中国总代理的合众思壮，在渔船市场掘到第一桶金后，又搭上了迅速扩张的车载导航市场发展“快车”，就此完成了原始的资金积累和市场开拓。

在吴林看来，前十年的发展很重要。“没有前十年的资本积累和市场开拓，可能就没有后边这十几年的快速发展。在中国，很多企业都走过了类似的道路。从一个贸易型的或者说代理别人的产品销售的企业，走向自主产品研发，最终实现完全自主可控。”

转型发生在2010年前后，由于业务调整，合众思壮与佳明分道扬镳，合众思壮的业务模式逐渐从加工代理转向自主生产研发。郭信平曾形容这种转型是“丢了一块东西，我们要用自己的东西把它补充上来”。

另一个背景则是北斗导航系统的加速组建。2012年，北斗二号系统成功组网，开始向亚太地区提供服务。在政策层面，一系列旨在加快推动北斗卫星导航系统在民用领域的推广应用和产业化发展的举措密集出台。这期间，合众思壮不仅成功登陆资本市场，还收购了全球第三大高精度卫星导航定位芯片与板卡企业Hemisphere。

天琴迭代

不久前，欧洲伽利略卫星导航系统出现5天的宕机，在行业内部引起了不小震动。不过，对于大多数普通人而言，伽利略的“停摆”对生活并没有造成影响。但宕机带来的启示在于，如果此次出现故障的是GPS系统呢？

一个完整的卫星导航产业链包括上中下游，上游是基带及射频芯片、板卡等基础元器件，中游是承载定位功能的终端设备，下游则是包括系统软件在内的运营服务内容。其中，射频及基带芯片，是产业链的基础。

长期以来，由于GPS的优势地位，上游领域的主导权被美国企业牢牢把控，而北斗的出现打开了一个缺口。合众思壮在今年5月推出的天琴二代，将支持的频点从24个增加到31个，做到了对所有导航系统信号的支持。

吴林表示，卫星导航芯片中的频点其实就类似于智能手机芯片中的网络体制。芯片支持频点数量的多少，可以理解为是手机支持3G或4G的区别。“支持的频点越多，意味着同时接受处理导航信号的能力越强。”

目前，天琴二代是全球首枚支持全 星座 全频点的基带芯片。而在实践中，要实现这一目标绝非易事。全 星座 全频点意味着要对目前所有卫星信号统统进行仔细的梳理分析，并且要在55纳米的芯片上实现对这些信号处理通道的设计排布。“一般的民用导航芯片只有40多个处理通道，但在天琴二代上，集成了1100个通道。”吴林介绍。

相较于分析目前已知信号，对未知的感知更为棘手。吴林说：“我们在通道上留了个后门，通过设置一个灵活相关器的技术，同时搭配相应的软件配置，实现了对未来产生的新的卫星导航信号进行解调。也就是说，未来的信号怎么改变，通过软件，我们也可以同步改变。”

创新激励

在 科技 创新领域，后起之秀往往会遭遇技术封锁和专利壁垒。在近些年，国际上对集成电路领域的技术出口管制越来越严苛，这对企业引进新技术也带来了不小的风险。如何破局成为技术创新型企业需要共同解决的问题。

谈及此事，吴林表示，任何一个行业，只要是做技术的，都会在不同程度上受到一些影响，最主要的一个影响就是专利。“对合众思壮来说，在技术领域的破局是肯定要做的。”

例如，在卫星导航领域，有一项窄相关技术，可以提高接收机定位性能，但这一专利国外企业已经申请了。“你明知道对方的处理算法很好，但你就是不能用，那怎么办？你必须得自己去创新，找条路子把它绕过去。”

破与立，一体两面。随着国内知识产权保护力度的加大，企业对专利申请和保护也越来越重视。据吴林介绍，在专利申请方面，目前公司有专业人员从事这一工作，负责技术查新、保护范围等工作。另一方面，企业内部已经建立起一套激励机制，鼓励技术人员进行 科技 创新。“我们公司有专门的奖金，技术人员申请专利被受理奖一次，专利获得通过再奖一次。”

据了解，作为国内较早从事北斗研发的公司，合众思壮目前拥有国内授权专利152项、国外授权专利44项，累计申请PCT国际专利12项、软件著作权710项。

掌握核心技术给公司带来了实实在在的发展。在吴林看来，拥有核心技术，才可以不断有效地改善终端产品，保证整体系统方面技术的领先性。同时，也可以保证它在成本方面的竞争优势。

竞逐全球

根据《国家卫星导航产业中长期发展规划》，到2020年我国卫星导航产业规模将达到4000亿元，北斗卫星导航系统对国内卫星导航市场贡献率约60%-80%。

在全球层面，随着GPS三代卫星重启发射，欧洲和俄罗斯的卫星导航系统建设有条不紊地展开，印度、日本、巴西等国也正在筹谋。从应用端看，随着物联网、智慧农业、无人驾驶等新业态的成长，对导航精度的需求越来越大。

以上种种，意味着卫星导航产业的大航海时代即将到来。

而近年来合众思壮的一系列并购案可以看出公司走向全球的“野心”。在2013年收购北美半岛股份之后，公司还先后拿下了意大利测绘企业STONEX、加拿大上市公司AgJunction等国外公司。目前，合众思壮已构建了包括中国、美国、加拿大、意大利在内的国内外产品研发生产与营销架构体系，产品遍布全球的90多个国家和地区。

而这一思路一定程度上复刻了国际卫星导航产业的领军企业——美国天宝导航（Trimble）的发展路径。自2000年往后的十年里，天宝进行了100起左右的并购，由此成为一家深耕于GPS全产业链的龙头企业。

“和北斗系统从区域走向全球一样，我们希望合众思壮不只是一个单纯的中国企业，而是一个面向全球的企业。”临近采访结束，吴林向记者袒露合众思壮的愿景。他表示，在接下来的应用场景中，卫星定位只是其中一部分，例如智慧农业中挖掘机的自动 *** 作，还需要与视觉传感器等相关技术进行集成融合，而合众思壮的产业链将覆盖高精度的专业产品、平台建设和运营服务。

“天琴”藏“牛郎织女”

对新产品的命名向来是件讲究事儿。但“天琴”一名的由来却颇有些偶然色彩。

天琴座，国际天文学联合会所定的88个现代 星座 之一。但在访谈中，合众思壮市场公关部经理张瑞丰回忆说：“这是一个牛郎和织女的故事。”

灵感最初源于引力波事件。“天琴一代”首发于2016年，这年2月，人类首次宣布探测到引力波，即便是从现在看，这依然是天文界的大事件。而中国的引力波探测项目就叫“天琴计划”。

带着些“蹭热点”的想法，“天琴”这个名字浮现了出来。张瑞丰介绍称：“天琴座的主星是国人熟知的织女星，作为一颗卫星信号处理芯片，织女的形象与芯片的功能天然契合，也寄托公司编织‘中国精度’的愿景。”

另一方面，在卫星导航领域有两种主流的信号增强系统——星基和地基。“天琴”芯片属于星基增强，用 星座 命名也凸显出这一特点。

“织女”出现了，“牛郎”在哪儿呢？

三年后的2019年“天琴二代”发布会上，合众思壮正式发布的Phantom与Vega两个系列的高精度板卡新品，除搭载“天琴二代”基带芯片外，还加入有“天鹰”宽带射频芯片和Cygnus天鹅抗干扰技术。

河鼓二，“天鹰座”的主星，俗称牛郎星。射频芯片的功能主要在于捕获、接收卫星信号。以牛郎星主 星座 命名，“天鹰”也代表着该产品具有强大的信号捕获能力。二者的完美结合在象征板卡卫星信号捕获、跟踪及处理能力更强劲的同时，也被赋予了一层带着浓浓中国文化特质的浪漫色彩。

天鹰是信号捕获，天琴是信号处理，天鹅是信号抗干扰技术。在夏季夜空，3个 星座 的主星呈等边三角形，组成了著名的夏季大三角。在吴林和张瑞丰看来，这个“铁三角”，也象征着融合三项技术的产品可以更好地实现高精度定位。

美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统及中国“北斗”。

截止到2020年，美国投入使用的GPS组网卫星达到了24颗，另有4颗是备用卫星，所以美国的定位系统卫星总数达到了28颗。这些卫星都是中地卫星，分布在20200千米高的平面上，它们以组网的模式在地球上空展开，保证了地标可视范围内的“全覆盖”。根据美国官方的数据显示，这些卫星目前的精确度在10米左右，美国方面正在进行技术改良，希望能够在不久的将来精确到1米。

而凭借着前苏联“美苏争锋”时期的发展成果，俄罗斯也依靠着雄厚的底气在全球导航系统争霸中占有一席之位。1993年，俄罗斯凭借着苏联解体之后留下的尖端航天技术，大胆地提出了“格洛纳斯”卫星导航系统的架设蓝图，后来在投入约30多亿美元的情况下，仅仅不到三年时间，就完成了“格洛纳斯”导航系统的组网工作。可以说，俄罗斯的效率是相当高，但技术含量上，和美国的GPS以及中国的北斗系列还是存在着一定差距的。

除了俄罗斯和美国外，西方还有一个卫星导航系统叫“伽利略”。“伽利略”不属于单个国家，而是属于众多的欧洲国家。由于欧洲各国技术、经济、政治相对分散，没有国家有能力独立架设一个卫星导航系统，于是包括法国、德国在内的欧洲大国就提出了联合研发“伽利略”卫星导航系统的设想，但后期同样由于各国的利益均分不妥，导致了项目出现了众多的搁置问题。

扩展资料：

虽然是两个国家各自建立的不同的导航系统，但俄罗斯的导航系统和美国的GPS还是有很多的相似点，比如在运行卫星数量上，俄罗斯也是24个，其整体的工作和精度等等都类似于GPS。不过，有一个很大的不同之处是，俄罗斯的导航卫星是分布在3个轨道平面上的。而且，俄罗斯的导航卫星寿命很短、技术不稳定，因此俄罗斯的备用卫星也比较多，所以即便在系统建成之后，俄罗斯也没能动摇美国GPS的权威地位。

直到中国北斗导航系统的出现，美国GPS定位系统的全球垄断地位才开始被动摇。中国“北斗”导航系统和美国GPS有很大的不同，依靠着“后发先至”的时代优势，中国的科学家和决策者采用了最新的技术和空间理念，让北斗卫星导航系统在很多技术问题上一举超越了GPS。我国的北斗导航的卫星系统整体还在完善中，到2020年，将有35颗导航卫星同时工作，届时不管是精度还是核心质量上，都将整体超越美国的GPS，从而改写美国在这一领域长达数十年的垄断历史。

参考资料：

人民网-全球四大卫星导航系统比较

全球定位系统的总称是GNSS，对应的GNSS模块是指接收机类型涵盖GPS、北斗、GALILEO、GLONASS多个卫星定位系统的定位导航模块。

中国北斗卫星导航系统的简称是BDS，美国的全球卫星导航系统的简称是GPS，俄罗斯的全球卫星导航系统的简称是GLONASS，由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统的简称是GALILEO。

GNSS模块通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法得出接收机的经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数。并通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息，供接收者选择应用。

SKYLAB的GNSS模块根据支持卫星信号的频段，分为单频GPS定位模块、单频北斗定位模块和单频北斗多模定位模块、双频北斗多模定位模块；根据定位精度的不同分为标准高精度GNSS定位模块和RTK高精度GNSS定位模块；根据使用方式的不同分为嵌入式内置型GNSS定位模块和外置型天线一体化GNSS G-mouse成品；根据模块性能的不同分为标准高精度GNSS定位模块，RTK高精度GNSS定位模块，弱信号GNSS+INS惯性组合导航模块和GNSS授时模块等。

标准高精度定位导航：从移动互联到物联网，位置是一个基础的不可或缺的信息，汽车行驶在路上，需要实时判断自己的位置，并利用内置的标准高精度GNSS定位模块获取的位置信息，配合电子地图来实现导航，它能方便且准确地告诉驾驶者去往目的地的最短或者最快路径。SKYLAB研发推出的标准高精度定位模块（单频GPS，单频BDS，单频北斗多模、双频北斗多模、天线一体化模块、G-mouse），可以为车载和便携式手持等定位终端产品的制造提供了高灵敏度、高精度、低成本的定位、导航等解决方案，能满足专业定位的严格要求与个人消费需要。

RTK高精度定位导航：随着新基建热潮的到来，借助5G+新基建的东风，无人驾驶，自动驾驶等技术正在逐步完善，对智能驾驶汽车来说，车道很窄，和路边的障碍物之间的距离也较短。这意味着，汽车对定位精度的要求是10到30厘米。SKYLAB研发推出的RTK高精度定位模块，内置RTK算法，同时支持BDS、GPS双卫星定位系统，配合全国北斗增强网的高精度定位服务，可以达到实时厘米级定位精度，满足智能驾驶汽车的高精度定位需求。

弱信号惯性组合导航：汽车行驶在路上，视野可能会受到周边的树木、同行的卡车、城市楼群的遮挡，卫星导航系统容易受到周围环境的影响，例如树木楼房等，造成多路径效应，使得定位结果精度降低甚至丢失，尤其是在隧道或者室内环境中，卫星导航系统基本无法使用。SKYLAB弱信号惯性组合导航模块提供实时高精度的车辆定位、测速和测姿信息，在GNSS系统的信号精度降低甚至丢失卫星信号时，不借助里程计信息，利用纯惯性导航技术，也可在较长时间内单独对汽车载体进行高精度定位、测速和测姿，解决弱信号环境下车辆定位漂移或无法接收卫星信号的问题。

米级L1+L5双频GNSS定位模块：单频定位模块的定位精度为2-3米，不能够满足1米左右的车载导航定位精度需求。L1+L5双频定位模块SKG122S/SKG122Y是SKYLAB新推出的工业级标准、高性能双频定位导航模块，能同时跟踪卫星数达40颗，支持多系统联合定位和单系统独立定位，两款模块均支持天线检测，其强抗干扰性，抗多径效应的特性使定位更快，精度更高，产品性能更可靠。其中SKG122S支持GPS(L1+L5）+BDS(B1I+B2A）+GLONASS（L1）+QZSS（L1+L5）+GALILEO（E1+E5）频段，支持北斗三号卫星定位；支持A-GPS，同时跟踪卫星数量高达40颗，且支持单北斗三代（上电默认进入北斗三代，不搜索北斗二代卫星，有效缩短搜星时长），具有强抗干扰性和抗多径效应，双频多模的模块特性使SKG122S定位更快，精度更高，产品性能更可靠。双频定位模块的跟踪灵敏度为-162dBm，捕获灵敏度为-148dBm，1Hz~5Hz的数据更新频率，供电电压为33V，达到-40℃~85℃的工业级温度范围，默认波特率115200bps，最高可设置为460800bps。

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