趙耀升 等:“北斗”閃耀——初探中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之道 | 校友風采

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“北斗”閃耀——初探中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之道
作者:
趙耀升(上海北斗導航創(chuàng)新研究院)
宋立豐(北京物資學院)
毛基業(yè)(中國人民大學商學院)
劉箭章(軍事科學院黨史軍史研究中心)
文章刊發(fā):《管理世界》2021年第12期
摘要:北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是改革開放40余年來取得的重要成就之一,而中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)也成為了少數(shù)站上國際前沿的高技術產(chǎn)業(yè)之一。本文總結了中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路,提煉出“成功秘訣”,并對其理論意義進行了探討。研究發(fā)現(xiàn),中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展是依靠分步走的研發(fā)戰(zhàn)略、特色創(chuàng)新的技術方案和重大工程的組織實施方式“三大法寶”,自主成功獲取衛(wèi)星導航源頭技術,并快速趕上先發(fā)國家;再憑借自主源頭技術的溢出動力、“國家規(guī)劃—重大工程”引領下的“政府+市場”合力以及產(chǎn)業(yè)技術升級機遇的助力這“三大動力”,實現(xiàn)了快速產(chǎn)業(yè)化。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走出了一條具有鮮明中國特色的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐創(chuàng)新之路,不僅填補了發(fā)展中國家自主技術來源情境下高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展“無路可走”的空白,而且可以抽象出一條對這一情境下高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定普適意義的“北斗道路”。這些結論對于當前我國高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐和理論研究均有借鑒意義。
關鍵詞:北斗系統(tǒng)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路自主技術來源
引言
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(以下簡稱北斗系統(tǒng))是改革開放40余年來取得的重要成就之一,是新中國成立70年來重大科技成就之一,是中國貢獻給世界的公共服務產(chǎn)品,是舉世矚目的中國名片。北斗系統(tǒng)建設的重要目標之一是發(fā)展衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè),后者是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領域,推動和促進中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展是發(fā)揮北斗系統(tǒng)經(jīng)濟價值的直接體現(xiàn)。衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)是信息時代發(fā)展迅速、前景最為廣闊的高技術產(chǎn)業(yè)之一,有分析認為其有可能成為世界經(jīng)濟重要的新增長點(孫家棟、楊長風,2017)。21世紀以來,國家陸續(xù)制定了一系列政策推動中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展,2013年更是專項出臺了《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2013-2020)》,國家“十四五”規(guī)劃又將北斗產(chǎn)業(yè)化列為重大工程,持續(xù)發(fā)展衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家的一項重點戰(zhàn)略任務。
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)雖萌芽于20世紀70年代,但直到21世紀初一直都與發(fā)達國家有著代際的差距。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前中國已經(jīng)擁有了可以與世界領先水平比肩并獨具特色的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Yang,2021),在全球百余國家和地區(qū)得到應用,向億級以上用戶提供服務;應用范圍極大擴展,行業(yè)和大眾應用場景極為豐富,新應用、新業(yè)務、新模式不斷出現(xiàn),不斷與新技術深度融合;形成了從衛(wèi)星導航系統(tǒng)研制建設到直接面向用戶的應用與終端制造的完整產(chǎn)業(yè)體系和自主可控、良性發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局,專利注冊量持續(xù)保持世界第一;全球市場占有率不斷提高;2020年產(chǎn)值達到4033億元人民幣,并有望在“十四五”時期形成“萬億”級產(chǎn)業(yè)。今昔對比,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)在體系完整性、技術先進性、市場競爭力等方面,都得到了跨越式的提升,成為中國少數(shù)站上了國際前沿、并具有廣闊前景的高技術產(chǎn)業(yè)之一。
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)跨入國際先進行列,未來將有更大的發(fā)展空間和更多的發(fā)展機遇,總結探索其經(jīng)驗和規(guī)律對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)繼續(xù)成功發(fā)展有重要的現(xiàn)實意義。已有研究多是站在特定時間點對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景、趨勢和問題進行前瞻性分析,或針對可預見的發(fā)展階段提出方案和建議,比如產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和政策建議研究等,或是深入產(chǎn)業(yè)的某一局部進行研究,比如針對北斗系統(tǒng)研制的研究。但卻鮮有站在歷史角度對產(chǎn)業(yè)完整全面的發(fā)展歷程和演進規(guī)律進行研究,從產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展角度探究其發(fā)展道路規(guī)律。
衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)是衛(wèi)星導航技術應用和產(chǎn)業(yè)化的結果,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)是少有的實現(xiàn)了獨立自主全面掌握前沿的產(chǎn)業(yè)源頭技術、對先發(fā)國家趕超,并形成了一定全球市場競爭力的高技術產(chǎn)業(yè),已走出一條成功的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。因此,研究中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路,在理論上對其他高技術產(chǎn)業(yè)也有借鑒和參考意義。高技術產(chǎn)業(yè)是一個能夠引領國家經(jīng)濟結構優(yōu)化、促進產(chǎn)業(yè)轉型升級、提升國家國際競爭力的高端產(chǎn)業(yè)門類。改革開放以來中國各個高技術產(chǎn)業(yè)都在不斷探索適合自身的發(fā)展道路,謀求跨越式發(fā)展。但中國作為一個后發(fā)的、資源基礎和技術基礎又相對落后的發(fā)展中國家,比發(fā)達國家更難發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)。一方面,中國在市場開放的同時又在多數(shù)高技術領域受到先發(fā)國家的技術封鎖,難以通過引進獲取產(chǎn)業(yè)源頭技術。另一方面,中國必須在開放市場情境下的產(chǎn)業(yè)化進程中面對后發(fā)劣勢困境,通過自主創(chuàng)新獲取產(chǎn)業(yè)源頭技術。因此,如何沖破這種雙重困境是中國乃至發(fā)展中國家發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)必須面對的難題。深入思考中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路的規(guī)律,將對破解這一理論難題產(chǎn)生積極貢獻。
本研究試圖回答“中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走了一條什么樣的發(fā)展道路”,全景式搜集了中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)40多年孕育和發(fā)展中各主要參與主體、重大事件和相關政策文件的多種形式資料,深入訪談了包括各階段發(fā)展規(guī)劃論證參與者、北斗系統(tǒng)建設親歷者在內的相關政府和企業(yè)管理人員、行業(yè)協(xié)會專家及相關技術專家等業(yè)內人士,初步形成了中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路研究的數(shù)據(jù)庫。根據(jù)數(shù)據(jù)資料,梳理中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)演進過程,并結合相關理論,采用質性研究方法進行分析。
以下本文的第二部分首先界定幾個主要概念,然后從實踐內容和概念內涵兩個維度描述中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進過程;第三部分提煉出該產(chǎn)業(yè)走過一條什么樣的發(fā)展道路,以及這條道路是如何走成功的“秘訣”;第四部分探討中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路的理論意義;第五部分給出本研究的初步結論,在此基礎之上對高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路研究和中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展提出兩點建議。
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間跨度長,發(fā)展環(huán)境、推動力量以及參與的利益相關主體等不斷變化,使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程相對復雜。而系統(tǒng)地梳理和總結中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的文獻較少,產(chǎn)業(yè)幾十年發(fā)展的“印記”散落在多種形式和來源的資料以及親歷者的腦海中。為了便于提煉和分析中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路,需要對這些“碎片化”的資料進行深度挖掘和一定的梳理,以勾勒出中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進的脈絡。而作為快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),相關的一些重要概念的內涵不斷更新,一些概念在研究中還尚未達成共識。為了不引起歧義,準確地描述產(chǎn)業(yè)發(fā)展的事實和規(guī)律,有必要先對幾個相關的重要概念予以界定。
(一)相關概念界定
因世界各國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實踐和所處的發(fā)展階段存在差異,因此現(xiàn)有文獻對于衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的表述和內涵界定存在多種形式。本研究將對衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)這一核心概念進行界定。另外,衛(wèi)星導航系統(tǒng)和衛(wèi)星導航技術是衛(wèi)星導航領域的兩個基本概念,有多種定義版本,且研究中用到其多個子概念,也需要對其進行說明和界定。
衛(wèi)星導航系統(tǒng)是可提供高精度、全天時、全天候定位、測速和授時服務的空間基礎設施。一般由空間段、地面段和用戶段三部分組成,空間段由多顆導航衛(wèi)星構成星座;地面段主要是發(fā)揮測量跟蹤衛(wèi)星軌道、工況控制管理等作用的地面控制部分,通常包括主控站、監(jiān)測站、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等;用戶段是跟蹤捕獲衛(wèi)星播發(fā)的導航信號,根據(jù)導航電文的內容按照協(xié)議解算出衛(wèi)星軌道參數(shù)、用戶所處位置高度及坐標、地理經(jīng)緯度、行進速度、標準時間信息等數(shù)據(jù)的導航信號接收設備,是衛(wèi)星導航技術供給的末端,對接衛(wèi)星導航需求和應用(霍夫曼等,2009)。
人類自發(fā)明衛(wèi)星導航以來投入使用的獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)僅有10余個。根據(jù)運行情況和服務范圍可分為三類。一類是早期建設完成但已經(jīng)停止運行的第一代全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),美國的“子午儀”(TRANSIT)系統(tǒng)和前蘇聯(lián)的“圣卡達”(CICADA)系統(tǒng)。二是目前正在運行提供服務的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),美國的全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)、俄羅斯的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLObalnaya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema,GLONASS)、中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)、以及歐洲的伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Galileo satellite navigation system,Galileo)。三是區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng),如中國早期的北斗一號、北斗二號以及日本、印度分別建設中的QZSS和NavIC系統(tǒng)。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)泛指中國自主建設運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng),但由于北斗系統(tǒng)的研制建設是按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略推進實施的,因此在不同時期和不同階段的內涵和表述不同。2003年建成服務中國及周邊區(qū)域的北斗一號;2012年建成服務亞太區(qū)域的北斗二號;2020年建設完成開通運行的北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)?!叭阶摺卑l(fā)展中,后一步建設的系統(tǒng)向前繼承技術、兼容功能、創(chuàng)新發(fā)展,3個系統(tǒng)有機構成中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)戰(zhàn)略發(fā)展整體。因此,北斗系統(tǒng)既被界定為3個系統(tǒng)的整體范疇,又在不同年代有不同的指代。如2004年以前僅指北斗一號;2004~2012年在應用領域主要指北斗一號,在研制建設領域主要指北斗二號;2012~2018年在應用領域主要指北斗二號,在研制建設領域主要指北斗三號;2018年北斗三號基本系統(tǒng)開通后,主要指北斗三號。但是,上述界定是從衛(wèi)星導航系統(tǒng)狹義的技術定義和具象體現(xiàn)角度給出的,在北斗系統(tǒng)的官方表述中還有一種更廣義的界定,即北斗系統(tǒng)是“中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要,自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng),是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施”。作為基礎設施,北斗系統(tǒng)有著非常廣泛的應用領域和作用,因此北斗系統(tǒng)具有多重屬性,比如建設成就屬性、科技成就屬性、公共服務產(chǎn)品屬性、國防裝備屬性等。相對于中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)其具有產(chǎn)業(yè)基礎屬性,本研究主要是關注其產(chǎn)業(yè)基礎屬性。
全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)也是一個重要的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的子概念。在各類文獻中其主要有兩種不同的概念內涵,一種是抽象的廣義內涵,是指某一個全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(如GPS、Galileo系統(tǒng)、GLONASS、北斗系統(tǒng)都可被指代為GNSS),或全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)整體范疇。另一種是具象的狹義內涵,是指一項允許用戶利用兼容設備處理包括全球系統(tǒng)和區(qū)域系統(tǒng)在內的多系統(tǒng)發(fā)出的信號,確定所在位置、速度和時間的基礎設施,是若干可兼容互操作使用的衛(wèi)星導航系統(tǒng)聯(lián)合構成的“系統(tǒng)之系統(tǒng)”。2007年聯(lián)合國框架下的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會(International Committee on Global Navigation Satellite Systems,ICG)將GPS、GLONASS、北斗系統(tǒng)、Galileo四大系統(tǒng)確定為GNSS的核心系統(tǒng)。本文使用的GNSS是第二種具象狹義內涵。此外,為特別表明GNSS中含有或主要使用某一衛(wèi)星導航系統(tǒng),也常用北斗/GNSS、GPS/GNSS等縮寫概念,北斗/GNSS表示有北斗系統(tǒng)參與其中或強調是以北斗系統(tǒng)為主的GNSS。
衛(wèi)星導航技術是包含航天、計算機、測繪、通信等多領域實現(xiàn)衛(wèi)星導航服務的技術集合,包括空間段技術,如導航衛(wèi)星技術等;地面段技術,如衛(wèi)星軌道跟蹤測量、星歷生成及傳輸技術;用戶段及應用技術,如衛(wèi)星導航終端、芯片、板卡技術及衛(wèi)星導航運營服務技術等(帥平等,2004)。衛(wèi)星導航系統(tǒng)是能夠實現(xiàn)基本衛(wèi)星導航功能的技術集合的具現(xiàn),是衛(wèi)星導航技術應用的實物載體。不同衛(wèi)星導航系統(tǒng)所代表的衛(wèi)星導航技術體系可能存在差異,因此可以根據(jù)系統(tǒng)的不同對衛(wèi)星導航技術進行區(qū)分分類,如GPS衛(wèi)星導航技術、北斗衛(wèi)星導航技術、GNSS技術等。
衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)這一概念在業(yè)界的應用已經(jīng)比較廣泛,但是在研究中卻還沒有統(tǒng)一的定義,從技術視角可以定義為衛(wèi)星導航技術產(chǎn)業(yè)化,滿足定位導航授時需求中形成的價值鏈和組織集群;從構成視角可以定義為衛(wèi)星定位導航授時系統(tǒng)、用戶終端系統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)、衛(wèi)星導航系統(tǒng)運營維護和導航信息服務等方面組成的新興高技術產(chǎn)業(yè)。由于衛(wèi)星導航用戶終端系統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)與衛(wèi)星導航系統(tǒng)運營維護和導航信息服務聯(lián)系極為緊密,都是直接面向用戶需求的產(chǎn)業(yè)末端部分,可以將兩者統(tǒng)歸為衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè),因此也有研究將衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)劃分為圍繞衛(wèi)星導航系統(tǒng)研制建設形成的裝備制造產(chǎn)業(yè)(或稱為衛(wèi)星導航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)),以及圍繞衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用形成的應用產(chǎn)業(yè),本文主要使用這種概念劃分。衛(wèi)星導航系統(tǒng)既是衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的核心組成部分,也是應用產(chǎn)業(yè)的基礎設施,所以可以根據(jù)應用的系統(tǒng)不同,對整體全球衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)進行劃分,如GPS產(chǎn)業(yè)是指GPS系統(tǒng)以及圍繞其研制建設和應用形成的產(chǎn)業(yè);北斗產(chǎn)業(yè)是指北斗系統(tǒng)以及圍繞其研制建設和應用形成的產(chǎn)業(yè);GNSS產(chǎn)業(yè)是指GNSS系統(tǒng)應用形成的產(chǎn)業(yè)。
(二)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的演進
在中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)幾十年的發(fā)展過程中,無論是概念還是實踐都不是一開始就具有明確定義,甚至其發(fā)展起點都尚未有統(tǒng)一的認識,也未見明確的表述。作為一個新興高技術產(chǎn)業(yè),它有著一個逐漸發(fā)生和演進的過程,本研究正是從對這一演進過程的梳理開始的。
全面研究一個高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展首先要找到其源頭起點,但如何確定這一起點并沒有形成統(tǒng)一的標準(傅首清等,2010)。如果將獲取產(chǎn)業(yè)源頭技術作為高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展起點的話,那么衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起點可以以衛(wèi)星導航技術的獲取為起點。但高技術的創(chuàng)新過程是復雜的,很難有明確的獲取時點標志。根據(jù)衛(wèi)星導航技術、系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)之間的關系,衛(wèi)星導航技術是以衛(wèi)星導航系統(tǒng)為載體和技術溢出效應基礎的,因此可以將衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研制建設開始時間界定為衛(wèi)星導航技術獲取的起點和衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起點。據(jù)此,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的起點就可以認定為北斗一號立項的1994年。從全球來看,無論是衛(wèi)星導航技術研究和系統(tǒng)建設,還是產(chǎn)業(yè)的興起,都是起源于美國和前蘇聯(lián);市場意義下的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)則主要是美國的創(chuàng)新,中國是跟隨者和后發(fā)者。
20世紀60年代,美國和前蘇聯(lián)建設并完成了第一代衛(wèi)星導航系統(tǒng),“子午儀”和“圣卡達”,主要服務于兩國軍事需求,但衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)由此興起,并逐步形成了面向全球市場的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)鏈(吳玉石,1980)。雖然產(chǎn)業(yè)規(guī)模有限,但無限的應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景初步顯現(xiàn)。1967年美國副總統(tǒng)漢弗萊宣布導航設備和計算程序解密,衛(wèi)星導航應用開始向全球擴散,1978年美國“海軍宇航部”統(tǒng)計用戶有4350家(吳玉石,1980)。20世紀70年代,美蘇兩國又開始建設第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng),GPS和GLONASS。GPS在設計之初就有軍用和民用兩種信號,1983年里根總統(tǒng)承諾GPS民用信號可供全球使用。1991年海灣戰(zhàn)爭中,GPS應用震驚世界,衛(wèi)星導航引起各國關注(劉美生,2007)。在20世紀80年代中期到90年代中期的GPS建設試驗期,不僅是軍用,特別是民用就有了很大的發(fā)展,GPS專家提出了“GPS應用僅受人們想象力的限制”的著名論斷,GPS產(chǎn)業(yè)逐漸形成和成熟。1995年GPS建成全面投入運行。1996年美國總統(tǒng)宣布免費為全球用戶提供GPS標準定位服務等應用。GPS應用和產(chǎn)業(yè)在20世紀90年代快速增長,據(jù)美國商業(yè)部統(tǒng)計2000年全球僅GPS用戶機的年銷售額就有80億美元(Theiss et al.,2005)。2000年GPS全面開放民用并寫入《美國法典》。1996年,俄羅斯也宣布GLONASS建成并開放使用,雖然很快在軌可用衛(wèi)星數(shù)不斷減少,影響系統(tǒng)正常使用,但其對衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展也做出了貢獻,特別是GPS/GLONASS兼容應用產(chǎn)品對GNSS產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)有著重要的影響。進入21世紀,GPS產(chǎn)業(yè)在世界范圍內呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(李廣俠等,2009)。同時,美國啟動了GPS現(xiàn)代化計劃,繼續(xù)提升GPS技術,俄羅斯實施了GLONASS恢復提升計劃,2011年底恢復了全球服務能力。歐盟于2000年前后啟動了Galileo系統(tǒng)的研制建設,2014年構成了基本系統(tǒng)并開始運行,計劃于2022年完成全球組網(wǎng)(盧鋆等,2020)。日本、印度等國也開始建設區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2005年聯(lián)合國和平利用外層空間委員會框架下成立了ICG,被稱為“衛(wèi)星導航領域的聯(lián)合國”。在ICG平臺上,相關國家間的合作不斷加強,各衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)間互聯(lián)互通互操作逐步實現(xiàn),GNSS從一種技術概念發(fā)展成為實體的存在,為衛(wèi)星導航的應用擴展了更大的發(fā)展空間,衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)也隨之從以GPS為核心的時代發(fā)展到以GNSS為核心的時代。
中國的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)就是在這樣的國際背景下形成、發(fā)展和壯大的。中國衛(wèi)星導航技術的發(fā)展最早可以追溯到20世紀70年代,國家啟動了自主研制衛(wèi)星導航系統(tǒng)的“燈塔計劃”,但未進入工程研制階段就下馬了。與此同時,中國部分有條件有需求的單位已開始通過一些特殊渠道引進了少量的“子午儀”衛(wèi)星導航接收機用于專業(yè)領域并取得了一些成果,如布設了全國衛(wèi)星多普勒大地測量控制網(wǎng)等,但應用規(guī)模較?。惪∮?,1990)。20世紀80年代,中國衛(wèi)星導航技術研究全面起步,軟件方面導航衛(wèi)星測軌定軌技術、導航衛(wèi)星大地測量技術研究取得了一批成果,硬件方面成功仿制了子午儀接收機以及GPS接收機。北斗衛(wèi)星導航技術也在這一階段開始發(fā)展。1983年,“兩彈一星”計劃的參與者、航天測控專家陳芳允先生和合作者提出利用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星進行定位導航的理論設想,1985年發(fā)表“雙星定位”原理論文(羽佳,2004);1988年,國家組織“雙星導航定位系統(tǒng)”工程研制項目的立項綜合論證;1989年,利用中國已發(fā)射的地球靜止軌道通信衛(wèi)星進行“雙星快速定位通信原理”的演示驗證獲得成功。進入20世紀90年代,GPS技術與遙感(RS)技術、地理信息系統(tǒng)(GIS)技術并稱“3S”技術,成為新技術研究和應用的熱點之一,在國家的鼓勵支持下,各相關行業(yè)開始涉足并取得了許多應用成果,如全國GPS測量控制網(wǎng)、長江三峽水庫GPS形變監(jiān)測網(wǎng)、北上廣深等地的出租車調度運營系統(tǒng)等(袁建平,1994)。與此同時,GPS應用產(chǎn)業(yè)也開始萌發(fā),GPS/GLONASS兼容機研制成功,國產(chǎn)的GPS接收機也有少量生產(chǎn),一批專門從事進口GPS終端產(chǎn)品代理銷售、組裝制造、應用系統(tǒng)開發(fā)運營服務的企業(yè)開始陸續(xù)出現(xiàn),其產(chǎn)品不僅供應專業(yè)領域,而且擴展到私家車和個人戶外運動等大眾領域。但直到2000年,GPS應用產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值僅有4.4億元人民幣(趙靜、曹沖,2003),中國的GPS應用產(chǎn)業(yè)“尚在降生前的痛苦掙扎期”。
1994年,國家批準列入國家“八五”計劃的“雙星導航定位系統(tǒng)”工程研制項目正式立項,系統(tǒng)命名為“北斗一號”。中國開始自主研制建設獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng),由此也拉開了以北斗產(chǎn)業(yè)為核心的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大幕。但直到上世紀末,北斗產(chǎn)業(yè)都主要是圍繞北斗一號研制建設的衛(wèi)星導航系統(tǒng)裝備制造產(chǎn)業(yè),還沒有北斗應用產(chǎn)業(yè),因此這一階段中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)的內涵僅為GPS應用產(chǎn)業(yè)。
2003年北斗一號全面建成開通,中國成為全球第三個獨立擁有衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家,雖然其采用有限用戶容量的有源定位體制,且僅能向中國及周邊范圍提供導航定位服務,系統(tǒng)整體技術水平與GPS存在較大差距,但是其標志著中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術不再是僅有建立在受制于人的GPS基礎之上的GPS應用技術,而是還自主擁有了一整套有源定位體制的衛(wèi)星導航源頭技術。國家發(fā)改委、國防科工委于2005年9月聯(lián)合發(fā)出《關于加速推進北斗導航系統(tǒng)應用有關工作的通知》,向市場推廣北斗系統(tǒng)應用。之后,北斗系統(tǒng)非軍事應用場景也不斷豐富,在海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、救災防災、時間同步等領域逐漸形成規(guī)模。在此過程中,圍繞北斗一號的研制建設,中國的衛(wèi)星導航裝備制造業(yè)初步形成,同時受北斗系統(tǒng)的技術推動、北斗特色功能市場的牽引和國家產(chǎn)業(yè)政策的引導,一批北斗終端、應用及服務產(chǎn)品制造供應企業(yè)應運而生,一大批從事GPS應用領域業(yè)務的企業(yè),也紛紛將其業(yè)務擴展或轉向北斗應用領域。一個規(guī)模雖然不大但比較完整的北斗產(chǎn)業(yè)逐漸形成。由于北斗產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn),資本市場也開始關注衛(wèi)星導航行業(yè),2007年國內以GPS板卡供應和北斗運營服務為主營業(yè)務的一家民營企業(yè)成為首家衛(wèi)星導航行業(yè)的上市公司。到2012年全國的北斗產(chǎn)業(yè)規(guī)模接近40億元人民幣。但受限于系統(tǒng)能力和技術體制,應用場景和市場規(guī)模有限。21世紀后,中國和全球GPS應用市場快速增長,GPS應用在新世紀第一個十年仍然是中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)的主流。2002年原國家計委發(fā)布《關于組織實施衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)化專項的公告》等政策推動中國GPS應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。市場上車載導航等GPS應用的規(guī)??焖僭鲩L,中國GPS應用產(chǎn)業(yè)也不斷提升,2012年中國GPS應用產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到約770億元人民幣。但是中國企業(yè)更多處于GPS應用產(chǎn)業(yè)的下游,從事GPS應用系統(tǒng)開發(fā)和運營服務相關業(yè)務,部分企業(yè)也通過來料加工或二次開發(fā)從事中游的終端制造業(yè)務,上游產(chǎn)品除部分天線產(chǎn)品外,芯片、模塊、主板等主要產(chǎn)品全部依賴進口。個別企業(yè)在國家的支持下雖然研制成功了GPS芯片,但都沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?!叭毙尽焙汀暗投恕背蔀橄拗浦袊鳪PS應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大問題,國內衛(wèi)星導航市場長期被國外產(chǎn)品占據(jù)大部分市場份額(桑毅,2012)。在應用產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中,北斗系統(tǒng)和技術也在升級發(fā)展。2004年北斗二號研制建設工程立項,2006年新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)列入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》重大科技專項,工程和專項中不僅包括新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)研制建設,而且特別增加了應用及產(chǎn)業(yè)化任務,重點突破衛(wèi)星導航芯片等應用產(chǎn)業(yè)上游技術。2008年完全國產(chǎn)化的北斗基帶芯片“領航一號”研發(fā)成功,成為中國衛(wèi)星導航應用技術高級化的開端??梢园l(fā)現(xiàn),2003年之后北斗產(chǎn)業(yè)逐漸形成并快速發(fā)展壯大,GPS應用產(chǎn)業(yè)也平穩(wěn)快速發(fā)展,“北斗產(chǎn)業(yè)+GPS應用產(chǎn)業(yè)”構成了這一時期中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的內涵。
2012年北斗二號建成,填補了中國在主流的無源衛(wèi)星導航技術上的空白,服務區(qū)域擴展到亞太地區(qū),在服務區(qū)域范圍內可提供比肩GPS的服務,同時還保留了北斗一號有源衛(wèi)星導航體制具有的短報文和位置報告特色功能,衛(wèi)星導航芯片等應用產(chǎn)業(yè)關鍵技術不斷突破,中國掌握的衛(wèi)星導航源頭技術進一步提升。在北斗二號研制建設期間,GNSS概念因其比單一的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在降低風險、提高性能、擴大應用方面有明顯優(yōu)勢,逐漸為各國所認可,成為共識和共同追求的發(fā)展目標,并通過ICG平臺促成協(xié)同行動,衛(wèi)星導航迎來了新的發(fā)展機遇,進入了GNSS時代(Dow et al.,2009)。中國秉承“中國的北斗,世界的北斗”理念,積極參與和推動GNSS構建,與美國、俄羅斯和歐盟積極持續(xù)地進行衛(wèi)星導航系統(tǒng)間兼容與互操作技術協(xié)調與合作,同時在GNSS應用的相關技術上也快速取得突破,推出了擁有完全自主產(chǎn)權的多模、多頻北斗/GNSS芯片。
在這一中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵時期,2009年中國啟動了北斗三號研制建設,加速跟上衛(wèi)星導航發(fā)展和技術升級的步伐,2013年國家出臺了《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2013-2020)》,系統(tǒng)規(guī)劃了中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展的指導思想、基本原則和發(fā)展目標。2012年后的8年間,中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值以每年20%以上的增速迅猛發(fā)展,北斗和北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)規(guī)模占中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)比重逐年遞增,如圖1所示。GNSS應用技術水平走在世界前沿。截至2020年底,國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過1.5億片,季度出貨量突破1000萬片,具有北斗/GNSS功能的終端產(chǎn)品社會總保有量超過10億臺/套(含智能手機)。2020年北斗三號建成開通,使中國成為世界上第三個擁有獨立全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家,同時為GNSS的構建也做出了新的貢獻。不僅如此,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)伴隨這一過程打造形成了全面自主的具有面向全球能力的完整的北斗產(chǎn)業(yè)(包括全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)裝備制造業(yè)和應用產(chǎn)業(yè)),中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入新階段,產(chǎn)業(yè)整體水平進入世界前列。由于北斗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和GNSS產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn),中國的GPS應用產(chǎn)業(yè)快速被北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)所取代,因此這一階段中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的主體內涵是“北斗產(chǎn)業(yè)+北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)”。
如圖1所示,將應用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長走勢與衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術水平發(fā)展走勢疊加,可以粗略刻畫中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)在不同時間的發(fā)展水平,勾勒出產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大致走勢,直觀地反映中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進的基本脈絡。
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路分析
(一)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走了一條什么樣的發(fā)展道路
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中有3條軌道,一是GPS應用產(chǎn)業(yè)軌道(軌道I),二是北斗產(chǎn)業(yè)軌道(軌道II),三是北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)軌道(軌道III)。
1994年前,在國家開放政策的鼓勵支持下,隨著GPS接收機的引進和應用技術的開發(fā),市場自由發(fā)展,軌道I已經(jīng)初現(xiàn),之后發(fā)展為從事進口產(chǎn)品銷售、來料加工制造、技術授權生產(chǎn)、多場景本土化的運營服務等的GPS應用產(chǎn)業(yè)。1994年北斗一號立項是軌道II形成的起點,立項后國家直接投資催生了主要從事北斗系統(tǒng)研制建設的北斗裝備制造產(chǎn)業(yè);2003年北斗一號建成開通后,包含北斗應用產(chǎn)業(yè)的結構完整的北斗產(chǎn)業(yè)開始形成,之后北斗二號和北斗三號使得北斗產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
直到2012年,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展都是軌道I與軌道II“雙軌同行”,由于發(fā)展的主導力量、目標市場等都存在差異,彼此的交互較少。但是兩條軌道也存在少量交集,如部分衛(wèi)星導航上市公司主營業(yè)務兼有GPS和北斗兩種,也有企業(yè)開發(fā)了“北斗+GPS”導航服務,這些交集也成為之后雙軌融合的基礎。2010年左右出現(xiàn)的GNSS技術契機是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)“雙軌同行”的轉折點,也是軌道III開始形成的起點。2012年北斗二號建成開通后,北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)開始快速取代GPS應用產(chǎn)業(yè)成為中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)的主流。由于北斗/GNSS既包含北斗應用,也包含GPS應用,“缺芯”的國產(chǎn)GPS接收機很快被“中國芯”的北斗/GNSS接收機所接替,因此在2012年后中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的軌道I基本被軌道III所取代。
作為一個高技術產(chǎn)業(yè),中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)每一條發(fā)展軌道上的發(fā)展都伴隨著技術的進步。美國雖然開放GPS應用,但是對于源頭技術卻始終嚴密封鎖,中國基本沒有也無法引進國外技術,縱觀這3條軌道中的技術基礎,都是自主來源方式獲取的。軌道I依賴于中國掌握了一部分GPS應用技術,主要是本土化應用相關技術,如GPS與中國電子地圖結合應用技術、基于GPS的車輛監(jiān)控技術等。軌道II則完全基于中國掌握了完整的北斗衛(wèi)星導航技術,如有源衛(wèi)星導航技術、無源衛(wèi)星導航技術、全球衛(wèi)星導航技術等。軌道III更是由于中國掌握了完整的GNSS衛(wèi)星導航應用段技術,如國際先進水平的北斗/GNSS芯片、天線、板卡等。因此,從技術來源視角,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走的是一條以自主來源方式獲取衛(wèi)星導航技術的發(fā)展道路。只是軌道之間自主來源方式獲取的技術有所差異,軌道I僅掌握了部分衛(wèi)星導航應用技術,是應用國外衛(wèi)星導航源頭技術的技術,而軌道II和軌道III真正掌握了包含衛(wèi)星導航源頭技術的完整技術體系。
這3條軌道對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都做出了貢獻,但性質有很大差別。軌道I是抓住了GPS帶來的衛(wèi)星導航應用和產(chǎn)業(yè)的先發(fā)機遇,是緊跟先發(fā)技術、應用推廣、培育市場、創(chuàng)新應用技術的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展先行貢獻者,同時還是形成有效市場的貢獻者,是為應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出早期貢獻的先驅。軌道I與軌道II并行走到2012年基本完成歷史使命,而被軌道III所替代。軌道II是產(chǎn)業(yè)自主全面發(fā)展,追趕國際先進的軌道,1994~2003年填補了系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)空白,貢獻了應用產(chǎn)業(yè)增量;2003~2012年系統(tǒng)進入世界主流,實現(xiàn)了應用產(chǎn)業(yè)的進口替代;2012~2020年系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融入了世界一流,應用產(chǎn)業(yè)展現(xiàn)出了跨越發(fā)展能力。軌道III是軌道II在無限應用空間的非特殊行業(yè)應用產(chǎn)業(yè)的分支,是軌道I的升級替代者,是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走向全球市場的未來貢獻者。顯然,軌道II是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的主軌道。不難看出,之所以軌道II有如此的作用是因為其背后的驅動力來自于自主獲取了產(chǎn)業(yè)的源頭技術——北斗衛(wèi)星導航技術。因此可以得出,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展走的是一條以自主來源方式獲取衛(wèi)星導航源頭技術實現(xiàn)跨越式發(fā)展的道路。同在市場開放環(huán)境中,國家都出臺了產(chǎn)業(yè)扶持政策引導支持,但先發(fā)的GPS應用產(chǎn)業(yè)在市場無形之手的作用下,被北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)所替代,更說明中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)技術推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路的正確合理。
產(chǎn)業(yè)的發(fā)展總是需要與之相適應的環(huán)境來支撐,環(huán)境往往對產(chǎn)業(yè)的萌發(fā)、生成、發(fā)展起著巨大的作用。因此總結提煉中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路還必須結合對其產(chǎn)生較大影響作用的情境因素。首先,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于后發(fā)情境下。20世紀90年代,美俄已經(jīng)建成第二代全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),全球GPS產(chǎn)業(yè)也開始形成并快速發(fā)展,而1994年中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展剛剛起步,有著代際的差距,明顯處于后發(fā)位置。其次,眾所周知中國是一個發(fā)展中國家,衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于資源基礎相對落后的情境中。在GPS開放的情況下,各國也都在發(fā)展GPS應用產(chǎn)業(yè),相對于美國,全球其他國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)都處于后發(fā)位置。但是日本等國家GPS應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯更加快速,水平也大幅高于中國。中國不僅很晚才掌握GPS導航芯片技術等關鍵技術,而且生產(chǎn)的相關產(chǎn)品、性能、成本等與日本差距巨大,主要由于中國的資源、技術等整體基礎落后。最后,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)是在開放競爭市場環(huán)境下發(fā)展的。中國對國外衛(wèi)星導航企業(yè)、產(chǎn)品、技術等進入國內市場沒有任何限制,GPS應用產(chǎn)業(yè)就是在這一環(huán)境下形成的,對于衛(wèi)星導航市場競爭也沒有管制限制,中國GNSS應用產(chǎn)業(yè)正是在這樣的環(huán)境下與國外衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)競爭的。
無論是技術因素還是情境因素,都對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用,因此結合這兩方面影響要素的特征可以更完整的刻畫該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路:中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走的是一條發(fā)展中國家在開放競爭市場環(huán)境下以自主來源方式獲取衛(wèi)星導航源頭技術,實現(xiàn)處于后發(fā)的產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展之路。但是,這樣總結中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路,僅是從完成過程維度的提煉,為了更深刻地反映這條道路的特性,還應從實現(xiàn)方法維度分析這條道路是如何成功走通的。
(二)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路是如何成功的
上述從過程維度提煉的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路可以分解為自主獲取源頭技術和產(chǎn)業(yè)化并實現(xiàn)跨越式發(fā)展兩個基本過程。因此,該產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路是如何成功的這一問題也可以針對這兩個過程解構成以下兩個問題。
1.中國是如何以自主來源方式成功獲取衛(wèi)星導航源頭技術的
根據(jù)上文界定和分析,中國衛(wèi)星導航的源頭技術就是北斗衛(wèi)星導航技術,但審視中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)演進過程發(fā)現(xiàn),獲取北斗衛(wèi)星導航技術并不是一項顯性的獨立工作和任務,而是蘊含在北斗系統(tǒng)研制建設工程中。因此,中國是如何以自主來源方式成功獲取衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術的問題,需要從北斗系統(tǒng)研制建設過程中尋找答案。經(jīng)過對從北斗一號,到北斗二號,到北斗三號的北斗系統(tǒng)研制建設全過程的分析提煉發(fā)現(xiàn),北斗衛(wèi)星導航技術的成功獲取主要得益于由分步走的技術研發(fā)戰(zhàn)略、特色創(chuàng)新的技術方案和重大工程的組織實施方式構成的一套獨具特色的方法。
(1)分步走的研發(fā)戰(zhàn)略。在中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初,GPS技術以其先發(fā)和先進的優(yōu)勢,已成為世界衛(wèi)星導航技術的標準。全球衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的源頭技術以GPS衛(wèi)星導航技術最為先進和代表,成為各國發(fā)展衛(wèi)星導航技術模仿和追趕的標桿,后發(fā)者都是面對這個先進和壟斷地位的追趕。從技術角度,可將GPS技術體系按結構分解為三大核心技術,一是無縫全球(Global)覆蓋技術;二是無源高精度定位(Positioning)技術;三是導航星座系統(tǒng)(System)技術。中國當時不僅一項技術都不掌握,而且連每項技術的基礎都非常薄弱。從發(fā)展過程看,北斗衛(wèi)星導航技術獲取過程并沒有如GPS、GLONASS、Galileo系統(tǒng)一樣“一步到位”,集三大核心技術于一體進行研發(fā),而是直到北斗三號建成之時才擁有了體系完整的與GPS比肩的全球衛(wèi)星導航技術。從北斗系統(tǒng)“三步走”的整體研制建設過程中可以發(fā)現(xiàn),作為中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術的北斗全球衛(wèi)星導航技術體系也是分三步漸進獲取的。
第一步,通過研制建設北斗一號,成功獲取了基于三顆衛(wèi)星(其中一顆為備份星)構成的最簡導航星座系統(tǒng)的衛(wèi)星導航技術。北斗一號既沒有主流的無源高精度定位技術也沒有全球覆蓋技術,在服務范圍、系統(tǒng)性能、服務功能等方面與GPS都存在較大差距,但是卻能夠覆蓋中國及周邊區(qū)域、為中低動態(tài)用戶提供基礎衛(wèi)星導航服務,而且還同時具有短報文通信和位置報告兩項特色功能。這標志著中國已經(jīng)獲取掌握了一套包括空間段、地面段和用戶段的,能夠產(chǎn)生技術溢出效應的獨立完整衛(wèi)星導航源頭技術最簡體系,解決了中國衛(wèi)星導航源頭技術的“有無”問題,使中國成為世界上第三個自主擁有完整衛(wèi)星導航源頭技術的國家。
第二步,通過研制建設北斗二號,成功獲取了基于三種軌道14顆衛(wèi)星構成的區(qū)域導航星座系統(tǒng)的衛(wèi)星導航無源高精度定位技術,提升了導航星座系統(tǒng)技術。北斗二號在北斗一號基礎上完成了增量發(fā)展,雖然僅能覆蓋亞太地區(qū),但主要功能的性能指標已接近GPS,同時還保留了短報文通信和位置報告特色功能。特別是還較早實現(xiàn)了與國外系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作,并成功完成了北斗終端芯片和GNSS終端芯片的研制及規(guī)模化生產(chǎn)體系建設。到北斗二號建成時中國已掌握了除全球覆蓋技術外的全部主流衛(wèi)星導航技術,以及GNSS技術。另外還有自己創(chuàng)新的特色技術。中國以在區(qū)域范圍內掌握了一流前沿衛(wèi)星導航技術的成就為世界所認可。
第三步,通過研制建設北斗三號,成功獲取了全球無縫覆蓋技術,進一步提升了無源高精度定位和導航星座系統(tǒng)技術。北斗三號在北斗二號基礎上完成了增量發(fā)展,能夠提供覆蓋全球的導航定位授時服務,基礎服務水平可以與GPS比肩,還具備全球短報文通信、國際搜救等特色服務能力。同時多系統(tǒng)兼容的多模芯片在價格、性能等方面都具備了較強的市場競爭力,相關專利注冊量達到全球第一。因此,北斗三號建成后,中國全面掌握了世界一流的衛(wèi)星導航源頭技術,并有新的特色創(chuàng)新。
縱觀整個源頭技術獲取過程可以發(fā)現(xiàn),北斗衛(wèi)星導航技術研發(fā)戰(zhàn)略也是“三步走”的分步漸進戰(zhàn)略。這一戰(zhàn)略對中國衛(wèi)星導航源頭技術的成功獲取起到了決定性的作用。一方面,中國作為一個發(fā)展中國家,資源基礎較差,也沒有衛(wèi)星導航技術積累,早期甚至沒有專門的衛(wèi)星導航專家。分步漸進的研發(fā)戰(zhàn)略將追趕世界前沿水平的目標分解為了三步,而每一步的目標都可憑借當時的資源基礎和技術能力予以攻關實現(xiàn),既可滿足當時的使用急需,又可快速獲取一項核心技術,為下一步技術獲取奠定基礎,積累經(jīng)驗,增強信心。相對于一步到位直接發(fā)展與GPS一樣衛(wèi)星導航技術,此舉極大降低了研發(fā)風險,提高了成功效率,將一個“一步”不可能實現(xiàn)的目標,分“三步”予以實現(xiàn),這是分步漸進戰(zhàn)略的威力,是一個“符合國情的合理選擇”。另一方面,“三步走”的研發(fā)戰(zhàn)略使中國衛(wèi)星導航技術能夠較快地發(fā)揮溢出效應,使北斗系統(tǒng)能夠“邊建設、邊試驗、邊應用(孫家棟、楊長風,2017)”,如2003年北斗一號建成開通后,北斗應用產(chǎn)業(yè)逐漸形成產(chǎn)生經(jīng)濟效益。這使得北斗衛(wèi)星導航技術在發(fā)展過程中能夠不斷獲得源自于溢出效應的支撐,進而使其在更高的基礎上更加穩(wěn)定快速地持續(xù)發(fā)展。因此,中國衛(wèi)星導航源頭技術的成功獲取得益于分步走的研發(fā)戰(zhàn)略。
(2)特色創(chuàng)新的技術方案。主流衛(wèi)星導航技術的獲取并不是一個簡單的線性過程,并不能夠簡單切割分解,其他國家也沒有先例可循,因此為了獲取掌握世界前沿的衛(wèi)星導航源頭技術,中國雖然采用了分步走的研發(fā)戰(zhàn)略,但是具體每一步戰(zhàn)略的實現(xiàn)則需要創(chuàng)新性技術方案支撐。
第一步的北斗一號技術,是基于中國自主提出的“雙星定位”原理,采用有源定位技術體制,由兩顆衛(wèi)星組成理論上最少的空間段、較為復雜的地面段以及相對簡單的用戶段。這一方案的技術難度相對較低,特別是空間段相對簡單,但同樣可以構成衛(wèi)星導航系統(tǒng),在中國及周邊實現(xiàn)衛(wèi)星導航定位功能,是中國科學家的原始創(chuàng)新,是符合中國國情的具有中國特色的創(chuàng)新。這一創(chuàng)新使中國用已具備的資源基礎和技術能力,在較短的時間內初步掌握了衛(wèi)星導航最簡系統(tǒng)技術,而且滿足了急需。雙星定位是一種有源定位體制,定位技術不如GPS先進,但有GPS所沒有的特色功能。應該說北斗一號技術的創(chuàng)新不是對世界主流技術的顛覆,而是對主流技術的增量補充,重要的是初步掌握了衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術。
第二步的北斗二號補足了無源衛(wèi)星導航技術,在技術方案整體上是對主流衛(wèi)星導航技術的模仿,但對后發(fā)自主追趕這一技術的中國而言,實際上是一種自主創(chuàng)新突破。北斗二號的研制創(chuàng)新性地采用了地球靜止軌道(GEO)、中圓地球軌道(MEO)和傾斜地球同步軌道(IGSO)3種軌道混合星座技術方案,解決了空間段星座布局問題等,用特色創(chuàng)新的技術方案構成了覆蓋亞太地區(qū)的兼有無源定位和有源定位兩種技術體制的衛(wèi)星導航系統(tǒng),突破了無源高精度定位技術,掌握了GNSS技術。
第三步的北斗三號補足的全球覆蓋技術,在整體上同樣是對主流衛(wèi)星導航技術的模仿,但在技術實現(xiàn)上除自主創(chuàng)新突破了160余項關鍵技術外創(chuàng)造性地采用了“國內地面站+星間鏈路”技術,解決了全球星地系統(tǒng)協(xié)同的關鍵問題;創(chuàng)新性提出了新型三頻的導航信號體制,實現(xiàn)了性能提升、平穩(wěn)過渡等用戶服務目標等,同時還繼承提升了全球短報文等特色技術。這一步的實施同樣依靠的是特色創(chuàng)新的技術方案。
分析北斗系統(tǒng)技術獲取中,每一步的技術方案都體現(xiàn)了一條技術創(chuàng)新路線。一方面,每一步都具有一定的針對性的獨特創(chuàng)新,如北斗一號的有源定位技術、雙星定位原理,北斗二號的混合軌道星座方案,北斗三號的星間鏈路方案等。這些獨特創(chuàng)新能夠在每一步最大程度地發(fā)揮中國已有的資源基礎和技術能力,如北斗一號時期充分利用了中國已有的地球靜止衛(wèi)星技術,回避了一些關鍵瓶頸技術,如星載原子鐘技術,并且能夠針對性地解決中國由于后發(fā)等情境因素帶來的技術發(fā)展難題,如北斗三號新型三頻的導航信號體制設計,解決了中國由于衛(wèi)星導航后發(fā)導致的空間頻率資源不足的困難,星間鏈路技術解決了中國難以在境外建立地面站實現(xiàn)全球導航的困難等。這些創(chuàng)新還帶來一些獨有的功能,如短報文、位置報告等。另一方面,每一步的技術方案向前集成、兼容和創(chuàng)新,都是對已有技術的增量創(chuàng)新和集成創(chuàng)新。北斗二號技術方案和北斗三號技術方案,不僅補足無源衛(wèi)星導航技術和全球組網(wǎng)技術,完成填補國內空白的增量創(chuàng)新,而且對已掌握技術實現(xiàn)了增量創(chuàng)新,例如北斗二號和北斗三號研制建設中不斷升級導航星座系統(tǒng)和有源定位技術、北斗三號系統(tǒng)升級混合軌道星座到全球混合軌道星座等。這些創(chuàng)新有一個共同特點,都不是顛覆式的,而是特色增量和針對自身資源基礎和技術能力特點所采用的特色技術,是一種特色創(chuàng)新。
總的來看,北斗衛(wèi)星導航技術獲取中具有獨特創(chuàng)新、增量創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的技術方案,可以歸納為特色創(chuàng)新的研發(fā)方案。這樣的技術方案不僅可以針對性地解決由于情境因素帶來的技術發(fā)展問題,增強技術發(fā)展的環(huán)境適應性和溢出效應,并且能夠使技術研發(fā)平穩(wěn)、可靠地漸進發(fā)展,降低技術研發(fā)風險和技術應用風險。因此,中國衛(wèi)星導航源頭技術的成功獲取得益于采用了特色創(chuàng)新的技術方案。
(3)重大工程的組織實施方式。中國衛(wèi)星導航源頭技術的研發(fā)過程是蘊含在北斗系統(tǒng)研制建設中完成的,而后者是通過北斗一號、北斗二號、北斗三號3個有機銜接構成的航天工程實現(xiàn)的。北斗系列工程是由國家直接決策投資的,北斗一號是列入“八五”計劃的最大的衛(wèi)星工程,北斗二號和北斗三號是以新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)列入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》的重大科技專項。有研究總結北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程是中國航天史上一項建設投資規(guī)模大、研制周期長、技術非常復雜的重大科技工程和系統(tǒng)工程(孫家棟、楊長風,2017;麥強等,2019)。
對于北斗系統(tǒng)工程的組織實施方式,已有研究將其總結為“創(chuàng)建了協(xié)同優(yōu)質高效的北斗系統(tǒng)工程管理體系”,該體系是在傳統(tǒng)航天系統(tǒng)工程管理模式的基礎上,運用系統(tǒng)工程的新方法和新理念,在組織、技術、建設、質量、運行上進行管理創(chuàng)新,建立的適應北斗特點的工程管理體系(Yang,2021)。在工程管理中,北斗系列工程建立了“集中統(tǒng)一、高效協(xié)調”的組織實施體系,國家成立了由20個部門組成的“中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會”,全面負責工程組織實施,成立了“中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室”負責具體工作的組織管理,成立總設計師系統(tǒng)、專家咨詢機構和技術支撐機構提供決策、技術和管理支持。“在中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會的統(tǒng)一領導下,在系統(tǒng)管理辦公室的具體組織下,各機構分級負責,建立了運行順暢、協(xié)調高效、規(guī)范有序的管理運行機制,將政產(chǎn)研學等多維力量有效整合,實現(xiàn)了管理—工程—技術的有機融合,確保了資源、要素的優(yōu)化配置和工作的順利推進(Yang,2021)”。在工程任務組織落實中,工程抓總、工程大總體、工程各大系統(tǒng)及主要的分系統(tǒng)和關鍵技術,在“體制內”以任務機制保證落實,對分系統(tǒng)、子系統(tǒng)以下的具體研制任務及配套任務則由各總體單位運用市場機制,在政治約束下面向全國符合資格條件的科研院所、大學、企業(yè)(包括國企和民企)等實體招標落實,依法依規(guī)進行科學合理的合同管理(孫家棟、楊長風,2017)。并且在研發(fā)隊伍構建上,建立從總體到分系統(tǒng),再到單機的多層次、多定點良性競爭格局,例如按照“同型異構保研制,實時遞補保進度”的原則,安排兩家衛(wèi)星總體、兩家載荷總體、兩類衛(wèi)星平臺、多家關鍵單機進行多定點(Yang,2021)。在這樣的組織實施模式下,北斗工程集結了舉國上下各界之力攻堅克難,工程自啟動以來,在全國范圍內先后調集了400多家單位、30余萬名科技人員參與研制建設,陳芳允、孫家棟兩位“兩彈一星”元勛和幾十名兩院院士領銜出征,工程總設計師楊長風總結:“北斗是黨和國家調動千軍萬馬干出來的,是工程全線幾十萬人團結一心拼出來的,是廣大人民群眾堅定支持共同托舉起來的”。
這樣由國家直接投資建設、決策管理、統(tǒng)籌多部門以及地方政府和市場力量,廣泛組織和配置資源完成重大科技工程和系統(tǒng)工程的方式,是一種重大工程組織實施方式(盛昭瀚等,2019)。這樣的組織實施方式能夠最大程度上地調集衛(wèi)星導航源頭技術獲取所需要的物質、人力等資源,保障分步走研發(fā)戰(zhàn)略得以實施,保證特色創(chuàng)新技術方案得以實現(xiàn)。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的源頭技術的成功獲取得益于國家重大工程組織實施方式予以的保障。
綜合來看,分步走的研發(fā)戰(zhàn)略貫徹了北斗一號論證時提出的“符合國情的合理選擇”思想,解決了需要和可能合理兼顧的問題。體現(xiàn)了系統(tǒng)論的思想,解決了整體與局部的關系問題。特色創(chuàng)新的技術方案貫徹了自主創(chuàng)新的思想,解決了分步走戰(zhàn)略每一步的技術實現(xiàn)問題,獨具匠心。重大工程的組織實施方式創(chuàng)新性地運用了自“兩彈一星”以來,中國積累的航天工程成功組織經(jīng)驗,舉國合力保障了分步走戰(zhàn)略目標的實現(xiàn),保證了特色創(chuàng)新技術方案的成功。三者形成了一股合力,共同使中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術得以成功獲取。
與國外衛(wèi)星導航技術發(fā)展對比可以發(fā)現(xiàn),雖然中國走的路不同,但取得的成果是驕人的。中國和歐洲同為衛(wèi)星導航后發(fā)者,兩者幾乎同時開始發(fā)展,但作為發(fā)展中國家的中國卻在2003年率先建成衛(wèi)星導航系統(tǒng),2020年率先建設完成全球系統(tǒng)。相對俄羅斯這樣的衛(wèi)星導航先發(fā)國家,在整體技術上實現(xiàn)了趕超。而相對于美國這樣的領先國家,中國已實現(xiàn)與其比肩的目標。可以說,符合國情的分步走戰(zhàn)略、獨具匠心的特色創(chuàng)新技術方案、舉國合力的重大工程組織實施方式是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術成功獲取的具有鮮明中國特色的“三大法寶”。
2.北斗衛(wèi)星導航技術是如何完成產(chǎn)業(yè)化并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的
北斗衛(wèi)星導航技術的突破主要表現(xiàn)為北斗系統(tǒng)建設完成,因此這一突破帶來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展是階梯性的,北斗系統(tǒng)裝備制造產(chǎn)業(yè)以及系統(tǒng)運營維護等部分產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是重要的、穩(wěn)定的,但又相對有限。而“衛(wèi)星導航應用僅受人們想象力的限制”,應用產(chǎn)業(yè)的效益是無限的。在中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)演進的3條軌道中,GPS應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要來源于外部影響,如市場需求自發(fā)增長等,雖然2011年中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達到700億元人民幣,但扣除依賴進口的上、中游產(chǎn)品和北斗應用產(chǎn)業(yè)已產(chǎn)生的部分產(chǎn)值外,源自于GPS應用技術溢出帶來的產(chǎn)業(yè)貢獻也是有限的。因此雖然國家支持推動中國GPS應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但并沒有太大起色,對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻較小。而軌道II中北斗應用產(chǎn)業(yè)以及北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)顯然是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的主要力量,而其本質就是源于自主掌握的北斗衛(wèi)星導航技術溢出效應的發(fā)揮,也就是說北斗衛(wèi)星導航技術溢出效應才是中國衛(wèi)星導航這一高技術產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的內生核心動力(Mishra et al.,2002)。獲取產(chǎn)業(yè)源頭技術是高技術產(chǎn)業(yè)形成發(fā)展的基礎和必要條件,而將高技術進行商品化,并通過企業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)規(guī)?;M而轉化為高技術產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益的技術產(chǎn)業(yè)化則是高技術產(chǎn)業(yè)形成并跨越式發(fā)展的另一關鍵過程(Romer,1990;Chan et al.,2000)。根據(jù)過去研究,在單一市場中產(chǎn)業(yè)源頭技術可以在需求拉動下,通過市場機制實現(xiàn)技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)揮溢出效應(趙國良,2003)。但北斗衛(wèi)星導航技術并不是僅依靠市場需求拉動自然發(fā)揮溢出效應順利實現(xiàn)技術的產(chǎn)業(yè)化的。這是由中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展后發(fā)且市場完全開放的情境所導致的結果。
在開放競爭市場環(huán)境下,后發(fā)國家自主掌握的產(chǎn)業(yè)源頭技術產(chǎn)業(yè)化需要克服后發(fā)劣勢,在技術相對落后的狀態(tài)下劣勢則更加明顯。如北斗衛(wèi)星導航技術早期的北斗一號有源衛(wèi)星導航技術在基本的導航定位服務性能上遠落后于GPS,而在當時GPS應用基本占領國內市場的情境下,技術溢出效應受到抑制,而有源技術帶來的特色功能還沒有成熟的市場應用,產(chǎn)業(yè)化過程并不順利。即便是北斗二號掌握了無源導航定位技術并與GPS水平相當,其產(chǎn)業(yè)化同樣面臨后發(fā)劣勢困境(曹沖,2012)。沖破這一困境實現(xiàn)跨越式發(fā)展主要是依靠國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”合力和GNSS技術升級助力這兩個外部動力的作用。
(1)國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”合力推動。中國在北斗一號建成的“十五”時期,就開始在國家發(fā)展規(guī)劃中部署衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,“十一五”制定了國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃,將北斗系統(tǒng)列為重大科技專項,2013年發(fā)布了國家衛(wèi)星導航中長期發(fā)展規(guī)劃,從國家層面專項對衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展進行總體部署和宏觀政策指導。在國家規(guī)劃總體部署下,北斗系統(tǒng)研制建設重大工程中不僅將發(fā)展衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)列為北斗系統(tǒng)發(fā)展目標,將不斷推動衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)健康、快速、持續(xù)發(fā)展列為發(fā)展原則,而且同時一體化安排了北斗系統(tǒng)推廣應用和產(chǎn)業(yè)化任務。在北斗系統(tǒng)重大工程實施中,應用推廣與產(chǎn)業(yè)化工作和北斗系統(tǒng)研制建設統(tǒng)一由中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會和中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室歸口管理。以積極培育北斗系統(tǒng)的應用開發(fā),打造由基礎產(chǎn)品、應用終端、應用系統(tǒng)和運營服務構成的北斗產(chǎn)業(yè)鏈,持續(xù)加強北斗產(chǎn)業(yè)保障、推進和創(chuàng)新體系,不斷改善產(chǎn)業(yè)環(huán)境,擴大應用規(guī)模,實現(xiàn)融合發(fā)展,以提升衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟和社會效益為總目標。高效激活、動員、組織了全國各類社會主體資源力量,合力推動了北斗衛(wèi)星導航技術應用產(chǎn)業(yè)化,如表1所示。
國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”合力推動北斗技術產(chǎn)業(yè)化并不是國家包辦,北斗技術產(chǎn)業(yè)化工程任務采用“國家搭臺,企業(yè)唱戲”的方式完成,企業(yè)仍然是北斗技術產(chǎn)業(yè)化的主體,政府主導但不直接參與。國家部委以出臺系列產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)項目指南以及投入引導扶持資金等方式協(xié)同引導推動技術應用與產(chǎn)業(yè)化工程。這些部委大都是中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會的成員單位,其政策和措施是對國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化的響應。各部委投入的引導扶持資金并不是直接以資助或補貼的形式發(fā)放給從業(yè)企業(yè),而是以項目資助的形式投入到各個領域北斗技術應用需求項目中,引導用戶與企業(yè)共同建設應用示范工程。交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測等領域的示范工程都已經(jīng)取得良好效果,北斗衛(wèi)星導航技術得到廣泛應用。地方政府也在國家規(guī)劃和重大工程引領、市場拉動、地方經(jīng)濟發(fā)展需求驅動下,積極主動參與到北斗技術應用和產(chǎn)業(yè)化中。到2020年已有30多個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)和地區(qū)出臺了推動北斗系統(tǒng)應用的政策文件和具體舉措。中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會與“當?shù)卣囊?guī)劃計劃、配套經(jīng)費、政策標準統(tǒng)籌銜接,建立了聯(lián)合申報、聯(lián)合批復、聯(lián)合實施的機制,……,統(tǒng)籌開展北斗區(qū)域應用示范,帶動區(qū)域應用?!?014年北斗產(chǎn)業(yè)園/產(chǎn)業(yè)基地就已經(jīng)到達18家,到2021年已在全國一半以上省市地區(qū)開展了應用示范項目20余個,總投入資金規(guī)模超過20億元。在政策引導、行業(yè)領域與企業(yè)共建示范工程、地方政府與企業(yè)共建示范工程等共同促進下,北斗衛(wèi)星導航技術應用市場快速培育形成,“驗證了系統(tǒng)和產(chǎn)品性能,提升了用戶對北斗的信心”(吳海玲,2016),合力推動了北斗衛(wèi)星導航技術的產(chǎn)業(yè)化。
到2020年,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的企事業(yè)單位總數(shù)量從2000年的400余家增長到14000家左右,從業(yè)人員數(shù)量超過50萬人,民間社會力量也通過多種方式助力推動中國衛(wèi)星導航技術產(chǎn)業(yè)化。在“北斗+”和“+北斗”不斷擴展以及衛(wèi)星導航與新興技術融合不斷深入的趨勢下,中國衛(wèi)星導航關聯(lián)產(chǎn)業(yè)范圍快速擴展,也調動了各行業(yè)領域更廣泛的市場力量助力中國衛(wèi)星導航技術產(chǎn)業(yè)化??梢园l(fā)現(xiàn),市場力量是中國衛(wèi)星導航技術產(chǎn)業(yè)化的主力,國家對衛(wèi)星導航技術產(chǎn)業(yè)化的管理有別于北斗系統(tǒng)(衛(wèi)星導航源頭技術)研制建設工程化的任務、經(jīng)費、工期、指標、分工、責任明確固定的閉環(huán)管理模式,不再是微觀責任主體,而是作為宏觀責任主體,采用管方向、管宏觀目標、定長遠規(guī)劃、出政策、投引導和支持資金,調動地方、行業(yè)、民間等各種社會力量主動配套支持的開放管理模式,指明方向、營造發(fā)展環(huán)境、引導鼓勵企業(yè)自主進入衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè),按市場規(guī)律經(jīng)營創(chuàng)新發(fā)展。
(2)GNSS技術升級機遇助力加速。在國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”合力推動下,中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值從2000年的4.4億元快速增長到2020年的4033億元,北斗相關產(chǎn)品已輸出到全球120多個國家。但是其中絕大部分的民用市場以及幾乎全部大眾應用市場中的北斗產(chǎn)品,并不是單一的北斗系統(tǒng)應用產(chǎn)品,而是北斗/GNSS應用產(chǎn)品。實際上,在中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)后發(fā)情境下,起步處于后發(fā)的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)即使掌握了相對高水平的主流技術,也會由于品牌、成本等方面的后發(fā)劣勢而難以形成較強的市場競爭力,高技術產(chǎn)業(yè)源頭技術穩(wěn)定成熟后,市場上的“馬太效應”必然會成為后發(fā)者趕超的堅固壁壘。而GNSS技術的出現(xiàn)和GNSS的構建是中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)打破主流技術“壟斷”和固有市場格局的重要機遇,是北斗技術能夠快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要助力,是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的加速器。
2004年北斗二號立項前后,GNSS概念已經(jīng)出現(xiàn)并擴散,因北斗計劃和Galileo計劃的實施開始變?yōu)楝F(xiàn)實。多個系統(tǒng)之間實現(xiàn)兼容互操作共同提供導航定位服務的GNSS技術極大提高了衛(wèi)星導航定位性能,相較于使用某個單一全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供的導航定位服務,GNSS定位性能提升50%以上(Xie and Kang,2021);彌補了單一系統(tǒng)導航定位的一些缺陷,提高了服務可靠性和完好性,降低了應用風險(徐肖豪等,2013);而且多頻、多系統(tǒng)的GNSS導航芯片與單一系統(tǒng)導航芯片的生產(chǎn)成本基本沒有區(qū)別。因此,GNSS開辟了更大的衛(wèi)星導航應用市場空間,對已有技術產(chǎn)品產(chǎn)生了顛覆式影響,可以說是全球衛(wèi)星導航技術的重大升級變革,對全球各國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)都是一個機遇和挑戰(zhàn)。而對于已經(jīng)背負極大后發(fā)劣勢的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)而言,則更是一次難得的追趕先發(fā)者的機遇。
中國在研制建設北斗二號階段積極開始了GNSS技術的研發(fā),北斗二號系統(tǒng)中的兼容技術為積極推進與國外的衛(wèi)星導航系統(tǒng)合作、參與構建GNSS提供了基礎,這也使得中國在進行北斗無源衛(wèi)星導航技術產(chǎn)業(yè)化的同時,就開始啟動了GNSS技術產(chǎn)業(yè)化的工作。2010年前后,GNSS芯片、板卡等核心應用技術都已經(jīng)突破,到2012年北斗二號建成前后,中國已經(jīng)基本掌握了GNSS源頭技術,這使得中國在北斗/GNSS產(chǎn)業(yè)中具備了一定的先發(fā)優(yōu)勢,北斗/GNSS技術產(chǎn)業(yè)化全面展開。在掌握衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)主流源頭技術,特別是在GNSS上具備一定先發(fā)優(yōu)勢,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)站在GNSS這一機遇性的技術基礎上,又通過北斗三號工程的持續(xù)推進和國家層面系統(tǒng)性產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的推動引導,加速了技術產(chǎn)業(yè)化,實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。
綜合來看,自主掌握了北斗衛(wèi)星導航技術是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的內生核心動力。但由于產(chǎn)業(yè)處于開放市場后發(fā)情境下,北斗衛(wèi)星導航技術在應用市場中的溢出效應受到抑制,需要“外力”打破。國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”合力打破了中國衛(wèi)星導航應用產(chǎn)業(yè)的后發(fā)劣勢困境,在市場培育、驗證產(chǎn)品、提升信心等方面發(fā)揮重要作用,推動了北斗衛(wèi)星導航技術的加速產(chǎn)業(yè)化,使其溢出效應得以發(fā)揮。參與創(chuàng)造并抓住GNSS技術升級機遇,使中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)在“新賽道”具備了一定的先發(fā)優(yōu)勢,得以打破主流技術“壟斷”和固有市場格局,形成產(chǎn)業(yè)的國際競爭力,助力加速了產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。
可以說,掌握北斗衛(wèi)星導航技術所產(chǎn)生的內生動力、國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”合力以及GNSS技術升級機遇的助力,這“三大動力”的合力是推動北斗技術快速產(chǎn)業(yè)化和中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的關鍵要素。對比先發(fā)國家和發(fā)達國家成功發(fā)展衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的做法,“三大動力”合力推動模式顯然具有鮮明的中國特色,尤其是國家規(guī)劃總體部署下重大工程一體化引領的“政府+市場”動力要素,充分發(fā)揮了中國特色社會主義市場經(jīng)濟體制的優(yōu)勢。在開放市場條件下,用“國家規(guī)劃—重大工程引領”方式,調動各方力量,克服后發(fā)劣勢,辦成了衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之“大事”。同時應該看到,相對產(chǎn)業(yè)源頭技術北斗系統(tǒng)比肩國際一流的成就,北斗/GNSS應用產(chǎn)業(yè)成就還主要體現(xiàn)在國內市場,全球市場占有率尚只有15%左右,國際衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)排行榜中還罕見中國企業(yè)的身影。即便在國內市場,無論是規(guī)模還是質量也都還有巨大的提升空間,“三大動力”合力推動模式的作用僅是初步顯現(xiàn)。值得期待的是,北斗全球系統(tǒng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的強大內生動力將全面釋放,國家“十四五”規(guī)劃確定的“北斗產(chǎn)業(yè)化”重大工程已經(jīng)啟動,將進一步引領“政府+市場”合力迸發(fā),北斗/GNSS先發(fā)優(yōu)勢將有效助力。新的實踐將創(chuàng)造新的成就,同時也將進一步豐富和驗證中國特色的“三大動力”合力推動的產(chǎn)業(yè)化模式。
綜上所述,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路具有三方面的內涵:一是處于發(fā)展中國家、開放市場、后發(fā)三要素構成的發(fā)展情境;二是依靠分步走的研發(fā)戰(zhàn)略、特色創(chuàng)新的技術方案和重大工程的組織實施方式“三大法寶”,自主成功獲取衛(wèi)星導航源頭技術,并快速追趕上先發(fā)國家;三是憑借自主源頭技術的溢出動力、“國家規(guī)劃—重大工程引領”的“政府+市場”合力以及GNSS技術升級機遇的助力“三大動力”合力推動實現(xiàn)了技術快速產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)
發(fā)展道路的理論思考
顯然,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)成功走出了一條具有鮮明中國特色的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐創(chuàng)新之路,那么這條道路是否有理論意義呢?
(一)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路理論定位思考
高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與外部環(huán)境的互動極為緊密,而影響一國的高技術產(chǎn)業(yè)最重要的環(huán)境就是國家發(fā)展水平,因此發(fā)達國家與發(fā)展中國家的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路、模式等都存在差異(Sutton,1996)。此外,高技術產(chǎn)業(yè)所處國家的國際關系、對產(chǎn)業(yè)的定位等情境因素,也會影響作為核心的高技術產(chǎn)業(yè)源頭技術的獲取方式;以往研究一般將其分為引進來源和自主來源兩種(蒲淳、劉細文,1999;沈寧寧等,2009)。如果將這兩個維度組合起來,就會形成4種高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展情境(如圖2所示)。
一般研究認為發(fā)達國家基于自主技術來源(第一象限)發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)在理論上是合理的,也符合已有實踐(劉國新、李興文,2007);引進技術來源(第二象限)發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)也不乏成功的案例,如韓國汽車產(chǎn)業(yè)以及日本半導體產(chǎn)業(yè)等(王元地、劉鳳朝,2013)。而基于中國情境和國家發(fā)展需求,高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路多數(shù)集中于引進來源(第三象限);對于發(fā)展中國家自主來源(第四象限)的直接討論極少,有限的研究結論也普遍認為這一道路異常艱難,鮮見成功的案例(胥和平,2002)。
發(fā)展中國家以自主來源方式獲取源頭技術很難成功發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)這一論斷的邏輯是比較清晰的。相對于發(fā)達國家,發(fā)展中國家資源基礎和技術基礎較差,而高技術的獲取是一個高投入、高風險、長周期的過程(趙玉川,2001),發(fā)展中國家的資源基礎難以支撐和承受,由此導致第四象限情境下發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)明顯存在兩個難題:一是高技術獲取難題。高技術的自主創(chuàng)新本身就是一個極為困難的過程,而發(fā)展中國家較為薄弱的資源基礎則更加無法承受技術研發(fā)的高投入和高風險,難以完成技術的自主研發(fā)(馬野青、張二震,2007)。二是產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展難題。即使能成功自主研發(fā)高技術產(chǎn)業(yè)源頭技術,但由于資源基礎和技術基礎較差,發(fā)展中國家必然需要更長的研發(fā)周期,面對高技術不斷發(fā)展,則將陷入“研發(fā)—落后—再研發(fā)—再落后”的窘境,再加上開放市場環(huán)境下競爭壓力的沖擊,進而導致其高技術產(chǎn)業(yè)一直處于后發(fā)位置,技術溢出效應難以發(fā)揮,而較差的技術經(jīng)濟效益也會進一步加劇再投入的風險,使產(chǎn)業(yè)難以成功發(fā)展(李思一,2000;王文龍、金麗馥,2009)。
在實踐中,發(fā)展中國家在開放市場競爭環(huán)境下,鮮有高技術產(chǎn)業(yè)完全依靠自主來源方式獲取產(chǎn)業(yè)源頭技術實現(xiàn)跨越式發(fā)展的成功案例。相關研究已經(jīng)在理論上判斷第四象限情境下高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展很難成功,加上并沒有典型的成功實踐,所以對第四象限情境下高技術產(chǎn)業(yè)如何成功發(fā)展,過去研究在理論上并沒有給出一條可能的發(fā)展道路。第四象限情境下高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路無論是實踐上還是理論上都呈現(xiàn)出“無路可走”的空白。而本研究的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展實踐案例證明,發(fā)展中國家以自主來源獲取源頭技術是可以成功發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)的,處于第四象限情境下的高技術產(chǎn)業(yè)是可以實現(xiàn)跨越式發(fā)展的。或者說,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展之路,從具象實踐上填補了第四象限情境下高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路在實踐上“無路可走”的空白。那么,其是否具理論合理性呢?
(二)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路理論合理性
高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路問題,也是經(jīng)濟發(fā)展問題,因此可以從發(fā)展經(jīng)濟學視角對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路進行一定理論分析。新結構經(jīng)濟學提出了一個包含三方面要點的理論框架,解釋和指導發(fā)展中國家經(jīng)濟跨越式發(fā)展(林毅夫,2012)。第一,一個經(jīng)濟體在每個時點上選擇的技術和產(chǎn)業(yè)與要素稟賦的結構特性相適應,那么選擇的技術和產(chǎn)業(yè)則具有比較優(yōu)勢,就會表現(xiàn)出巨大的競爭力,因此國家應該甄別出可能具有潛在比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展;第二,隨著要素稟賦結構的改變,具有比較優(yōu)勢的技術和產(chǎn)業(yè)也不斷變化,如果發(fā)展中國家的產(chǎn)業(yè)或技術升級能夠與要素稟賦結構變化的比較優(yōu)勢變化相一致,則可以小步快跑地持續(xù)發(fā)展,因此國家需要持續(xù)動態(tài)地進行“增長甄別”;第三,在每一個發(fā)展水平上,“有效市場”都是基礎,但相應軟硬件基礎設施的改善對于市場而言具有較大的外部性,因此在“增長甄別”之后需要“有為政府”發(fā)揮更積極的作用。而潛在比較優(yōu)勢則可以從技術、資本、軟硬件基礎設施等方面分析,其中資源包括物質、人力資本以及自然資源,硬件基礎設施指有形的公共設施,軟件基礎設施指制度等社會經(jīng)濟安排,技術是指已有的技術積累和技術能力(林毅夫,2017)。
從中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進的“三條軌道”形態(tài)中可以發(fā)現(xiàn),不僅產(chǎn)業(yè)源頭技術的獲取是運用分步走的研發(fā)戰(zhàn)略,整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也明顯是相應分步漸進的,也是一種分步走的發(fā)展戰(zhàn)略。這一發(fā)展戰(zhàn)略的成功,可以從新結構經(jīng)濟學理論中得到合理性解釋。1994年中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初,與先發(fā)國家水平存在代際差距,且整體基礎薄弱,如果選擇“一步到位”直接追趕先發(fā)國家產(chǎn)業(yè)水平,研發(fā)比肩的源頭技術、開發(fā)直接競爭的產(chǎn)品和服務,無論是資源要素、資本要素還是技術要素的稟賦都沒有比較優(yōu)勢。然而,中國沒有選擇“一步到位”,而是經(jīng)過了3步。第一步1994~2003年,中國選擇了自主研制建設北斗一號和鼓勵發(fā)展GPS應用產(chǎn)業(yè)。這一選擇無論是當初的科學論證還是后來的成功實踐,都證明了是一個“符合中國國情的合理選擇”。所謂“符合國情”、“合理”主要是從必要性、技術可行性、經(jīng)濟可行性和社會經(jīng)濟效益4個方面綜合分析要素稟賦具有比較優(yōu)勢。到2003年,雖然北斗產(chǎn)業(yè)僅做出了有限的特色增量發(fā)展,GPS應用產(chǎn)業(yè)也不如歐洲和日本,但產(chǎn)業(yè)整體實現(xiàn)了第一步跨越,不僅一躍成為第三個擁有衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家,而且在產(chǎn)業(yè)完整性方面也是名列前三。重要的是技術要素稟賦發(fā)生了變化,加之這一時期國家整體經(jīng)濟發(fā)展的成就,使得中國資本要素、資源要素及配套技術要素和基礎設施等的稟賦都發(fā)生了相應變化,具備了新的比較優(yōu)勢。2004~2012年中國又邁出了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二步,開啟第二步之初也有過一步建設全球系統(tǒng)的強烈建議,但最終仍然是做出了“先區(qū)域,后全球”的“符合國情的合理選擇”,并形成了“三步走”的總體發(fā)展戰(zhàn)略。同樣這一選擇又被實踐證明是正確的,是符合當時的要素稟賦比較優(yōu)勢的。到2012年,雖然北斗系統(tǒng)還只能覆蓋亞太地區(qū),但產(chǎn)業(yè)能力已經(jīng)接近先發(fā)國家,特別是在此期間參與創(chuàng)造和抓住了向GNSS產(chǎn)業(yè)升級的發(fā)展機遇,“中國的北斗,世界的北斗”,不僅北斗產(chǎn)業(yè)在國內市場成功實現(xiàn)了進口替代,而且北斗/GNSS產(chǎn)業(yè)開始與國際市場接軌。在此之前中國成為了世界第二大經(jīng)濟體,不僅技術而且資源、資本、基礎設施等要素稟賦再次有了新的提升,又具備了新的比較優(yōu)勢。
2009年適時啟動了北斗三號的建設,面向全球市場的產(chǎn)業(yè)技術升級由此拉開序幕,2013年國家專項出臺了產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展規(guī)劃,產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三步全面展開,“中國的北斗,世界的北斗,一流的北斗”發(fā)展理念正是在又具備了新的要素稟賦比較優(yōu)勢的背景下提出的。到2020年取得了北斗三號提前建成、產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到了4033億元人民幣等產(chǎn)業(yè)發(fā)展成就,實現(xiàn)了跨越,再一次證明第三步的選擇也是符合比較優(yōu)勢的“合理選擇”。
整體分析可以發(fā)現(xiàn),中國這樣資源基礎和技術基礎相對薄弱的發(fā)展中國家,從零開始“一步到位”發(fā)展達到國際前沿水平的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè),并不具備要素稟賦比較優(yōu)勢。但在產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略上主動施為,將整個趕超過程分為幾步,卻使每一步的產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠發(fā)揮當時的要素稟賦比較優(yōu)勢,形成局部的或階段的產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路將整個產(chǎn)業(yè)趕超過程分為3步,每一步發(fā)展都充分發(fā)揮比較優(yōu)勢,快速發(fā)展追趕,并且每一步的發(fā)展成果都成為下一步產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎,升級了產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的要素稟賦,形成新的比較優(yōu)勢又與新階段的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略相一致,整體上形成連續(xù)遞進地快速增量發(fā)展的分階段組合,通過每個階段的快速發(fā)展,疊加達成整體的跨越式發(fā)展。實際上,一個后發(fā)發(fā)展中國家以自主技術來源方式發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)一定不具備“一步到位”追趕先發(fā)國家的要素稟賦比較優(yōu)勢,而沒有比較優(yōu)勢則基本無法實現(xiàn)趕超,但可以分解地甄別產(chǎn)業(yè)是否具有局部或階段性發(fā)展的比較優(yōu)勢,如果分解后連續(xù)的每一步都具有比較優(yōu)勢,則可以認為產(chǎn)業(yè)整體具有要素稟賦的比較優(yōu)勢。這看似是一個“比較優(yōu)勢悖論”,但卻正符合新結構經(jīng)濟學關于要素稟賦結構變化與產(chǎn)業(yè)結構調整的動態(tài)變遷關系,以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中需要持續(xù)動態(tài)地進行“增長甄別”的有關理論。因此,可以認為中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)分步漸進的發(fā)展戰(zhàn)略在新結構經(jīng)濟學理論上是具有合理性的。
此外,新結構經(jīng)濟學理論認為在選擇了有比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)后,要打造產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢,還需要有一個充分競爭的“有效市場”環(huán)境,和“有為政府”“因勢利導”的共同作用。在中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展過程中,中國衛(wèi)星導航市場一直是全面開放、自由競爭的,而無論是北斗衛(wèi)星導航技術的獲取過程還是技術產(chǎn)業(yè)化過程,市場都是資源配置的基礎機制,“有效市場”發(fā)揮了重要作用。“國家規(guī)劃—重大工程引領”本質上是國家將發(fā)展衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)視為一項戰(zhàn)略性重大任務。國家主導激活、動員、組織、集中全國各類社會主體資源力量,“舉國合力”完成了這一重大任務。而無論是北斗衛(wèi)星導航技術的獲取過程中重大工程的組織實施還是技術產(chǎn)業(yè)化過程中在“國家規(guī)劃—重大工程引領”的“政府+市場”合力推動,都是在“有效市場”基礎上,“有為政府”的施為?!坝行袌觥焙汀坝袨檎钡淖饔梅从车昧芾毂M致。
高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展源于技術進步和創(chuàng)新,如何實現(xiàn)技術創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展能否發(fā)揮比較優(yōu)勢,能否順利實現(xiàn)技術產(chǎn)業(yè)化以及能否形成產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的關鍵要素。對于后發(fā)國家高技術產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)技術趕超可能的創(chuàng)新模式,已有研究已經(jīng)較為豐富。有學者提出模仿創(chuàng)新模式,充分學習先發(fā)國家技術經(jīng)驗,發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢降低技術創(chuàng)新風險和成本從而快速追趕(Benhabib et al.,2014);也有學者從技術與環(huán)境關系視角出發(fā),認為嵌入到產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略甚至國家發(fā)展戰(zhàn)略中進行系統(tǒng)性創(chuàng)新安排的戰(zhàn)略性創(chuàng)新模式是現(xiàn)今技術產(chǎn)業(yè)的可選模式(陳勁、吳欣桐,2020);還有學者提出充分利用自身獨特優(yōu)勢,采用“非常規(guī)”的特色技術方案和技術手段實現(xiàn)創(chuàng)新目標的非對稱創(chuàng)新是中國高技術產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)趕超的適合模式(陳強強、吳琳,2018)。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術研發(fā)上獨具匠心的特色創(chuàng)新,是一種內涵較為豐富和復雜的創(chuàng)新模式。雖然北斗衛(wèi)星導航技術在具體的技術創(chuàng)新方案和技術研發(fā)目標實現(xiàn)上沒有“照搬”先發(fā)國家經(jīng)驗,但也沒有進行打破原有技術軌道的顛覆式創(chuàng)新。在技術發(fā)展方向和技術研發(fā)目標上是與世界主流一致的,在技術原理、研發(fā)方向等方面還是充分學習了先發(fā)國家技術經(jīng)驗,與模仿創(chuàng)新的內涵一致;特色創(chuàng)新是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)分步漸進發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)基礎,是符合國情的合理選擇,與戰(zhàn)略性創(chuàng)新的內涵一致;中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術特色創(chuàng)新過程中的差異化獨特創(chuàng)新、增量創(chuàng)新和集成創(chuàng)新,與非對稱創(chuàng)新的內涵一致。因此,特色創(chuàng)新是一種具有理論合理性的,具有模仿創(chuàng)新、戰(zhàn)略性創(chuàng)新以及非對稱創(chuàng)新等復合內涵的新型高技術產(chǎn)業(yè)源頭技術創(chuàng)新模式,是適合后發(fā)發(fā)展中國家自主發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)的新型創(chuàng)新模式。
技術趕超理論認為,高技術產(chǎn)業(yè)源頭技術發(fā)展路徑具有高度不確定性的特點,在技術進步過程中不斷有新技術產(chǎn)生,尤其是新技術體系發(fā)展的早期,更可能出現(xiàn)使得后發(fā)國家與先發(fā)國家面對未來高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展時處于相近的起跑線上的“機會窗口”,使后發(fā)國家更快推進新興產(chǎn)業(yè)的成長,有效縮小與發(fā)達國家的技術差距,快速發(fā)展到與先發(fā)國家相當甚至領先的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平(Lee et al.,2005)。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)參與創(chuàng)造并抓住產(chǎn)業(yè)技術升級發(fā)展的機遇就是識別、創(chuàng)造、抓住由于需求、技術等變革所產(chǎn)生的機會窗口,突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展后發(fā)劣勢實現(xiàn)跨越式發(fā)展,與機會窗口理論內涵一致。
由新結構經(jīng)濟學理論、技術創(chuàng)新相關理論以及趕超相關理論的分析可以認為,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路不僅填補了第四象限情境下高技術產(chǎn)業(yè)實踐上“無路可走”的空白,而且發(fā)展道路中的關鍵要素都具有理論上的合理性和自洽性,并不是一個實踐上的“偶然”或是“巧合”,而是符合理論邏輯規(guī)律的“合理選擇”。既然中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路具有理論上的合理性和自洽性,那么進一步推理是否可以抽象出一條具有一定普適性的第四象限情境下高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路,對填補這一情境下理論上“無路可走”的空白做些貢獻呢?
(三)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路理論意義
本研究總結的“三大法寶”和“三大動力”對于中國實現(xiàn)衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展起了關鍵作用,并且都具有理論上的合理性和自洽性。其中分步走研發(fā)戰(zhàn)略的每一階段都具有要素稟賦的比較優(yōu)勢,是成功發(fā)展的前提。即發(fā)展中國家用自主來源方式獲取源頭技術發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè),首先要甄別該高技術產(chǎn)業(yè)是具備要素稟賦比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè),需要按發(fā)展階段逐一甄別,避免粗放、籠統(tǒng)地甄別而造成錯誤判斷。特色創(chuàng)新的技術方案本質上是自主創(chuàng)新,在別人封鎖的情況下自主獲取技術,自主創(chuàng)新是唯一的選擇;但為了發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,總體上是自主模仿創(chuàng)新。而在模仿創(chuàng)新時要發(fā)揮自身獨特基礎的優(yōu)勢特點,在具體技術路徑選擇和差異化性能增添方面采用非對稱創(chuàng)新和戰(zhàn)略性創(chuàng)新模式,取得高效能的特色創(chuàng)新成果。產(chǎn)業(yè)技術升級機遇雖然可遇不可求,但根據(jù)趕超窗口理論,高技術產(chǎn)業(yè)作為一個富有活力的產(chǎn)業(yè),機遇又是常在的。關鍵是機遇偏愛那些有準備的人,因此在發(fā)展的同時,時刻關注發(fā)現(xiàn)和及時抓住機遇是必須而為的。重大工程組織實施方式和“國家規(guī)劃—重大工程引領”模式,本質上是在產(chǎn)業(yè)源頭技術獲取和源頭技術產(chǎn)業(yè)化兩個基本過程中,“有為政府”和“有效市場”如何形成高效的合力,沖破“落后”、“開放”、“后發(fā)”情境造成的后發(fā)劣勢困境問題。其中,可分解出兩個關鍵要素,一是市場經(jīng)濟條件下國家主導舉國合力;二是所發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)被定義為對國家具有戰(zhàn)略意義的重大任務(國家重大工程、國家重大專項),因為只有國家重大任務之“大事”才值得和可能“舉國合力”來辦。因此,“國家重大任務”應該作為一個約束條件,成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展前提要素。綜合起來,可以抽象出一條第四象限情境下對高技術產(chǎn)業(yè)具有一定普適意義的“五要素”發(fā)展道路:以具有比較優(yōu)勢、定位為“國家重大任務”為前提,國家主導舉國合力、特色創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)并抓住產(chǎn)業(yè)技術升級機遇,實現(xiàn)高技術產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展之路。這一抽象僅是根據(jù)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展單一案例初步提煉而得,肯定不全面也會有不準確之處,但至少可以成為填補“發(fā)展中國家自主技術來源情境下發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)理論道路空白”的一種嘗試。如果這一抽象的高技術產(chǎn)業(yè)“五要素”發(fā)展道路在理論上可以成立,因其源自于中國北斗系統(tǒng)的成功,不妨將其稱為“北斗道路”。
結論與建議
本文是對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律的初探,既是初次也是初步。初次將北斗系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導航技術、北斗應用產(chǎn)業(yè)化等置于中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)這一系統(tǒng)概念下研究其整體性規(guī)律,也是初次從產(chǎn)業(yè)視角研究北斗系統(tǒng)發(fā)展的經(jīng)濟社會價值。
(一)研究結論
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)經(jīng)過27年的發(fā)展取得了巨大成就,在對其演進脈絡梳理的基礎上,本文提煉總結了中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路,分析了這條發(fā)展道路的“成功秘訣”,并對道路進行了理論探討,得出了以下初步結論。
(1)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)是在發(fā)展中國家、后發(fā)地位以及開放競爭市場這樣的發(fā)展情境下,面對衛(wèi)星導航先發(fā)國家的技術封鎖,以自主來源方式成功獲取衛(wèi)星導航源頭技術,經(jīng)歷三次飛躍,實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
(2)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從過程維度可以分解為自主獲取源頭技術以及技術產(chǎn)業(yè)化并實現(xiàn)跨越式發(fā)展兩個基本過程。這兩個基本過程的成功完成都極具挑戰(zhàn)。而中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)依靠分步走的研發(fā)戰(zhàn)略、特色創(chuàng)新的技術方案和重大工程的組織實施方式“三大法寶”,自主成功獲取衛(wèi)星導航源頭技術,并快速追趕上先發(fā)國家。再憑借自主源頭技術的溢出動力、“國家規(guī)劃—重大工程”一體化引領的“政府+市場”合力以及GNSS技術升級機遇的助力“三大動力”的合力推動,實現(xiàn)了快速產(chǎn)業(yè)化和跨越式發(fā)展。這是中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路的“成功秘訣”。
(3)中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)走出了一條鮮明中國特色的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐創(chuàng)新之路,不僅填補了發(fā)展中國家自主技術來源情境下高技術產(chǎn)業(yè)“無路可走”的空白,而且發(fā)展道路中的關鍵要素都具有理論上的合理性和自洽性。從中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路中,可以抽象出一條對這一情境下高技術產(chǎn)業(yè)具有一定普適意義的發(fā)展道路,即以具有比較優(yōu)勢、定位為“國家重大任務”為前提,國家主導舉國合力、特色創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)并抓住產(chǎn)業(yè)技術升級機遇,實現(xiàn)高技術產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的“北斗道路”。
(二)建議
2020年是北斗全球系統(tǒng)建成開通之年,是《國家衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2013-2020)》的收官之年。雖然中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了巨大的成就,并走出了一條成功的發(fā)展道路,但從產(chǎn)業(yè)生命周期看,衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)仍處在上升發(fā)展期,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)則更是剛剛追上先進國家的發(fā)展步伐,處在奔向光明前景的新的發(fā)展起點。國家“十四五”規(guī)劃中列出的北斗產(chǎn)業(yè)化重大工程新任務已經(jīng)下達,2035年以北斗系統(tǒng)為核心,建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系愿景目標已經(jīng)明確,未來的路應該如何續(xù)寫成功才是探討中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之道的首要目的。同時,在百年未有之大變局下,高技術戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展是中國實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標的重要任務,不斷探尋適合中國的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路也是相關理論研究的使命。根據(jù)本研究的結論,對未來研究提出兩點建議。
1.高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路理論研究建議
現(xiàn)今高技術產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為各國追求經(jīng)濟高質量可持續(xù)發(fā)展、形成國際競爭力、提升綜合國力的首選。但是高技術產(chǎn)業(yè)相對于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有更高的復雜性、動態(tài)性和不確定性,如何成功發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)對各國是新的挑戰(zhàn)。面對這一新挑戰(zhàn),研究、總結和探索不同情境下高技術產(chǎn)業(yè)能夠成功發(fā)展的道路變得尤為重要。而對于資源基礎和技術基礎相對落后的發(fā)展中國家,要實現(xiàn)這一目標無疑更為艱難,尤其如中國這樣的發(fā)展中大國,可能面對并長期處于產(chǎn)業(yè)市場開放但技術封鎖、關鍵技術“卡脖子”但需要產(chǎn)業(yè)鏈自主等更為“內外交困”的復雜情境下。本研究通過對中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)這一個案的探索分析,對研究這一情境下高技術產(chǎn)業(yè)成功發(fā)展的道路做了一些嘗試,總結提煉了一條該情境下高技術產(chǎn)業(yè)可行的“北斗道路”。中國芯片、新一代互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)正處于這樣的復雜情境下,那么“北斗道路”能否適用于這些高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呢?值得進一步結合這些高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展案例展開研究,從實踐和理論兩個方面總結出高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中國道路。
2.中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展研究建議
從衛(wèi)星導航源頭技術角度看,北斗三號較之北斗二號的進步主要體現(xiàn)在北斗衛(wèi)星導航技術和北斗產(chǎn)業(yè)基礎的全球化升級。如果說2012年北斗二號建成之后,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要任務是面向國內及亞太市場的北斗二號技術應用和產(chǎn)業(yè)化,那么2020年北斗三號建成以后,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要任務則應該是不僅要面向國內市場,而且還要面向全球市場的北斗三號技術應用和產(chǎn)業(yè)化。北斗全球系統(tǒng)已經(jīng)建成,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術得到進一步升級,已經(jīng)打開了面向全球市場發(fā)揮技術溢出效應的廣闊空間,為中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了進入國際大循環(huán),直面美國GPS/GNSS產(chǎn)業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢和歐洲Galileo/GNSS產(chǎn)業(yè)的強勁發(fā)展,是在國際前沿高技術產(chǎn)業(yè)競技舞臺上展現(xiàn)和樹立中國品牌的絕佳機遇。同時,也因為這將是中國少有的自主技術來源高技術產(chǎn)業(yè)整體參與國際競爭而面臨空前的挑戰(zhàn)。機遇和挑戰(zhàn)并存,如果不能在新起點抓住這一新機遇,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)不僅將有負北斗全球衛(wèi)星導航技術突破和領先成就,而且又會在全球市場競爭中形成新的后發(fā)劣勢。因此,在積極繼續(xù)耕耘國內市場的同時,著力發(fā)展面向全球市場具有競爭力的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè),應該成為實施“十四五”重大工程所必須完成的任務。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)形成了一定的全球競爭力,但應該看到其主要是來自北斗全球系統(tǒng)的貢獻,在應用產(chǎn)業(yè)方面作為后來者仍然背負較大的后發(fā)劣勢,產(chǎn)業(yè)全球市場占有率尚只有15%左右。全球市場競爭也不再是面向國內市場的“內循環(huán)”產(chǎn)業(yè)生態(tài),而是需要構建新的“國際大循環(huán)”產(chǎn)業(yè)生態(tài),需要形成產(chǎn)業(yè)的全球競爭力評價意識,需要重點把握北斗/GNSS的全球發(fā)展,需要考慮復雜的尤其是現(xiàn)今更為復雜的世界形勢。
那么,中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)面向全球市場競爭,過去發(fā)展道路中的“三大動力”是否適用?面對“非本土作戰(zhàn)”的全球市場競爭,國家主導舉國合力還能否發(fā)揮作用呢?面對這樣的新情境、新特點和新挑戰(zhàn),需要對北斗全球衛(wèi)星導航技術的產(chǎn)業(yè)化方式進行更深入的研究。
衛(wèi)星導航系統(tǒng)的巨大成功為人類時空基準帶來了革命性的變革,其越來越便利和廣泛的應用正漸漸使其成為現(xiàn)代信息社會一種不可替代的依賴,同時也引發(fā)了衛(wèi)星導航界對其安全性和風險性的嚴重擔憂,各衛(wèi)星導航強國在積極發(fā)展GNSS的同時,紛紛確定了被稱為國家星基定位導航與授時(PNT)體系的新的發(fā)展方向。其主要內涵是“綜合利用各類PNT手段,通過多源信息融合,克服單一手段缺點,派生出領域聯(lián)合、標準統(tǒng)一、優(yōu)勢互補、性能增強的綜合應用方式,提供精準、連續(xù)、可靠的位置、時間和速度信息”。有理由認為,一個以PNT為基本要素的新時代已在孕育中,衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術的新升級已在孕育中。中國2035年以北斗系統(tǒng)為核心,建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系的新發(fā)展目標,正是在這一趨勢背景下確立的。值得特別注意的是,這是中國首次站在衛(wèi)星導航發(fā)展前沿,幾乎與最先進的國家同步提出的同向目標。應特別清醒地認識到,這是一種新的態(tài)勢情境。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術發(fā)展的基本性質已不再是模仿追趕,而是站在前沿面向新發(fā)展的同步開創(chuàng)。因此所面臨的任務性質也發(fā)生了變化,不再是有成功先例的、方向明確的自主技術突破的任務,而是一種僅有趨勢共識的自主原始創(chuàng)新或自主技術創(chuàng)造任務。不僅是自主創(chuàng)新問題,而且是自主原始創(chuàng)新問題。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展過去的路雖然成功,但基本沒有過面向未知的、引領技術方向的、開拓性的發(fā)展經(jīng)歷,過去的發(fā)展道路經(jīng)驗將不會完全適用,甚至整個中國高技術產(chǎn)業(yè)也少有可以借鑒的經(jīng)驗。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅需要面對新情境下自主創(chuàng)新挑戰(zhàn),而且負有為中國高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造貢獻、探索智慧和創(chuàng)新實踐的任務,這是一項光榮的使命。
開拓式的、探索式的技術原始創(chuàng)新是極為艱難的,需要面對更大的不確定性風險,即使發(fā)達國家在進行產(chǎn)業(yè)未來技術探索時也屢有失敗的案例,如著名的“銥星計劃”。因此,面向這種新情景的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)源頭技術創(chuàng)新,“三大法寶”還能否適用,應該制定什么樣的技術研發(fā)戰(zhàn)略,過去行之有效的重大工程組織管理模式,是否還能夠適應這種新的前沿自主原始創(chuàng)新性質的任務?這系列問題值得更深入的研究探索。
中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)在后發(fā)落后的艱難環(huán)境下,已經(jīng)成功走出了一條前所未有的發(fā)展道路,我們相信站在新起點、面對新挑戰(zhàn)、完成新任務、履行新使命的中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)必將探索出一條取得新成就的新發(fā)展道路,而這一道路對正處于新時期的中國高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展也會具有更大的價值和意義。我們熱切期望到2035年、到新中國成立一百年的節(jié)點能夠再次回首,總結中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)更精彩的發(fā)展道路。中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)未來可期!
(注:文中圖表有刪減。)
文章刊發(fā):趙耀升、宋立豐、毛基業(yè)、劉箭章:《“北斗”閃耀——初探中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展之道》,《管理世界》,2021年第12期,第217~236頁。
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