本文转自：长江日报
【访谈】
“北斗新技术与应用丛书”（共6册）学术顾问 李德仁丛书主编 徐正全 田鹏湖北科学技术出版社
中国北斗，星耀全球。“北斗”是全球精准定位的现代“神器”，也是具有无限开掘力的产业。它正沿着市场化、产业化、国际化道路走下去，需要我们走近它、走进它，这是一条必由之路、科学之路，也是一条光明之路。
对于普通人而言，“北斗”是什么、该怎么用、与我们的生活有何关联其实并不清晰。湖北科学技术出版社最新出版的一套丛书“北斗新技术与应用丛书”（共6册），两院院士李德仁为学术顾问并作序，由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室教授徐正全和华中师范大学教授田鹏主编。这是一套综合反映我国卫星导航系统研究和应用领域先进水平的代表性著作。
长江日报读+近日在武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室采访了徐正全教授。
徐正全教授研制的无人机宽带数据链。长江日报记者高勇 摄
北斗是世界上唯一把通信和导航很好融合起来的系统
读+：普通老百姓对北斗的理解可能就是“导航”，实际上呢？
徐正全：北斗的功能主要是定位和授时的，当然首先是用来“导航”。在目前阶段，北斗系统在我们社会经济生活中使用广度远远超乎我们想象。从本质上讲，北斗系统为我们的各种应用提供时间和空间的感知服务，很多地方的使用是我们察觉不到的。中国社会在高速运转，也就意味着各种“社会要素的快速流动”，流动过程都要记录下来，这涉及到整个社会运行的有序，典型就是城市管理的“智慧城市”。我原来做过一个项目就是“智慧城市”，这是精准服务的代表。
我认为社会越是发展，对社会要素流动的感知、管理要越发清晰，而城市的“精细化管理”“智慧城市”跟北斗定位有很大的关系，北斗就是一个基础，就是“智慧城市”的基础。没有空间或者时间的精确感知，从某种程度上来说，城市就很难称得上是“智慧”。
现在民用层面，比如说高铁、电力、物流，包括我们使用的微信，都用到了北斗。像电力系统是一个庞大的系统，但也是一个分布在各处的系统，它们合为一个整体，一个有序的、平稳的、好管理的系统，就需要精确的时间和空间感知，以便精确控制，从而实现安全、高效。
另外，现在我国很多渔船用上了北斗，是出海的基本装备。过去，大家对海域划分没有那么清晰的概念，想去哪打鱼就去了，所以老有渔民不知不觉跑到别人海域的新闻。现在船上用到了“短报文”，这是北斗一个特有的功能，一是告诉你有没有越界，二是随时报告你的位置。还有“四危一客”，即各种危化品运输车辆和旅游客运车，在上面也要装北斗来监控实时位置。
现在市场上已经出现了给儿童、老人、病人甚至宠物用的手表、玩具等，有的可以戴身上，有的能嵌进拐杖中，甚至有的还能植入体内。我们常常有个认识误区，以为特殊人群对高科技产品的依赖更低，其实相反，应该是更高。比如空巢老人用的手机，看起来是普通智能手机，其实里面还嵌入定位、导航等功能，需要帮助时，可以向子女、志愿者、医院发出求助，受呼人员通过北斗卫星提供的坐标，及时找到老人在哪。老人迷路的时候，去陌生地点的时候，系统能帮忙指路。如今有一些携带式老人腕表，既防摔，又防水，有医疗功能，里面还加装了卫星信号接收与信息通讯系统的按钮。
读+：既然它是为提供时间和空间的“感知”去服务的，为何我们“察觉”不到？
徐正全：什么叫感知？这个感知不是人感知，是计算机感知，是设备感知。设备感知记录下来，处理，它会自动利用这些信息。所有感知，都是自动感知的意思。时空信息服务已经深入到我们现在生活的各个领域，它不是一种高高在上的专业应用，而是面向大众、触手可及的，是随需而用的，可以看作是公共服务，就像水、电、气一样日常。
半导体一定要通过市场迭代，北斗不是“技术决定一切”
读+：时间、空间难道不是客观的吗，为什么要强调“中国人的时空基准”？
徐正全：是客观的，但是作为数据，要能记录下来，要感知它，我们得有自己的东西。事实上，在民用层面，近九成主要用的是美国的GPS，美国进入这个领域早，也比较成熟，也很便捷，因为价格很便宜，产品设备都很成熟，到处都是配套的东西。所以大家都习惯用它了。万一哪一天人家不给你用，怎么办？那我们得有自己的东西，不能长期依赖，因为我们很难保证美国的GPS能一直为中国提供可信的服务。
读+：北斗和芯片是什么关系？
徐正全：在各种应用系统中，对北斗信号的接收、处理到解算，这个过程通常都有一个专门的芯片去完成。芯片可以放在手机里、各种设备里。相对于GPS芯片来说，北斗芯片的开发要晚得多，在北斗芯片开发的早期阶段，其功耗和体积可能会相对大一点，成本也可能高一些。这其实不是简单的技术问题，而是一个产业发展成熟度问题，因为产业技术要有一个迭代的过程。
好多人曾问我，为什么中国人可以造原子弹、氢弹、新空间站，但一些高端半导体芯片为什么那么难？那是因为一些半导体产业链的发展一定要通过市场迭代，而且这个市场必须是规模很大的市场。比如说，一个东西刚制造出来时，性能稍差些，后面的研发，一是需要知道哪些地方要改进，二是能收到钱支撑后面的研发。这个前提就是东西卖出去，收到客户的反馈。这个反反复复的过程就叫“迭代”。迭代的过程，就会把技术推着往前走。这里面暗藏了什么？就是要有相当量的客户才能支撑，像半导体产业就意味着几千亿几万亿的规模。
现在市场上这么多竞品，别人已经走了很多年，有的都已经很成熟了，也很便宜，目前以美国的GPS主导一些民用市场的状况在短期内不会改变。所以北斗系统在民用领域的应用推广在起步阶段肯定是很艰难的。
谈北斗，千万不要以为“技术决定一切”。北斗系统实际上是信息时代我国参与大国竞争重要的基础设施。北斗的研究和发展，其作用和意义早已不只是一种技术。我把它看作是“三个轮子”，一是技术，二是系统，三是应用。北斗是依赖于基础技术的，要有一批人去研究，系统要靠国家建设维护，剩下的“第三个轮子”就是应用，这三个轮子转了起来，就是形成了一个“闭环”，就能带来良性循环，技术就能不断迭代。
北斗信号实现全球覆盖后，会有无数产业从传统方式中脱颖而出
读+：应该很多人有这样的想法，想让“三个轮子”转起来，而中国市场这么大，干脆全用北斗系统，不用其他国家导航系统了，是否可行？
徐正全：的确有不少人这么讲，但从长远看，中国想要技术进步，需要的是开放、包容，要顺应市场的需求，通过行政规定只用北斗系统，对未来发展反而不利。目前全球导航系统，有美国的GPS，有俄罗斯的GLONASS，有欧洲的Galileo，大家各有长处，中国的北斗系统只有不断相互借鉴融合，通过竞争求发展，才更有前景。
目前中国卫星导航企业已形成各具特色的企业群落，卫星定位产业链基本形成了，企业专业化分工越来越明晰，大、中、小型企业都有，还不断有新投资者进入这个领域，整个市场是很有活力的。
更何况，我们应该把卫星导航系统看作是人类发展的共同财富，是为国际社会提供更多公共产品。地球的资源是有限的，发展太空是趋势，所以北斗卫星导航信号是要实现全球覆盖的，到时候会有无数产业从传统的生产方式中脱颖而出，甚至颠覆也不是不可能。北斗是联合国外空司全球卫星导航系统委员会认可的“核心供应商”，北斗一直持透明开放、拥抱世界的态度，目前北斗在全球超过一半的国家和地区应用，向亿级以上用户提供服务，还和其他系统签署了兼容协议。多个卫星导航系统融合应用，是未来的趋势。
读+：我们现在打开手机导航软件，用的是GPS还是北斗？
徐正全：系统里面做的是兼容，手机定位一般是通过多种方式实现的，其定位信息根据不同的应用环境可能来自GPS，或者是北斗，也可能是移动基站等，最终的定位结果也可能是不同信息的融合结果。
读+：有时候用起来感觉准或者不准，是导航系统的原因吗？
徐正全：跟卫星导航没有关系，因为手机导航不是单纯的GPS或北斗导航，它比较复杂，它是自适应定位，主要是卫星导航，加上WiFi导航，还有手机基站定位等一起作用。城市里的高楼大厦常把卫星导航信号阻拦，一些室内或地下位置也会将卫星信号阻拦，这是大部分的情况，所以这时候手机就要用的是WiFi或者无线数据定位的，其定位误差一般要大得多。举个例子，你去剧场看演出，通常有个最佳位置，其他位置可能效果差一点，并不是舞台本身不好。
读+：那是不是可以理解为，北斗导航做好，手机应用也要跟上才能用得好？
徐正全：对，这也可以说明，技术应用对北斗来说很重要。一方面是我们能够充分发挥北斗系统本身的价值，这是“价值体现”，一方面是北斗本身对各种应用行业也带来好处。反过来说，这些应用对北斗也会带来新的挑战，或者说促进它本身技术的升级。
导航系统的“隐私保护”相当于银行的“信誉”维护
读+：这套丛书里您亲自操刀的是“数据隐私保护”这一块，为什么这么重要？
徐正全：在民用领域，大家都对“隐私”问题很敏感，怕自己的数据被泄露。所以我一直强调，数据隐私保护也是在保护技术，是在保证整个卫星导航系统在民用领域的健康发展，这是很重要的基础。如果不能保护，大家就都不敢做。这就像去银行存钱一样，东西掉了谁敢去存钱？所以导航系统的“隐私保护”就相当于银行的“信誉”维护，“信誉”一定是保证行业发展的一个基础。所以这个问题要专门去研究。
读+：大家可能关心的是，又要我的信息，又不造成隐私泄露，这不矛盾吗？
徐正全：从前我常打一个比方，一位社会学研究者想去研究大学生群体的恋爱状况，想了解家庭背景、年龄段、性别、婚恋史等，你要是直接去问大学生，大学生就会想，这哪能随便告诉你？这就是隐私的问题。
作为研究者，他必须要获取信息，没有信息就没法做研究，那怎么办？我们就设计一个机制，比如说：我问他有没有谈恋爱，让大学生拿一枚硬币，自己丢，丢的结果只有他自己知道，并且正面说真话，反面说假话，他就告诉我一个结果。我知道，他这个信息有可能是真的，也有可能是假的，但不是瞎说的，瞎说的叫“脏数据”，这种数据是没用的，这个信息肯定是按设定的路径提供。对于具体某个人，我是不能根据他提供的答案来知道他实际婚恋状态的，但是我能用数学和逻辑推演出群体的统计特征。所以，数据公开，不是公开原始的数据，这个处理的过程就是隐私保护。
所以我一天到晚推公式，研究统计信息跟真实信息之间是什么关系，怎样保证经过隐私保护处理再公开的数据，当把很多人的信息集中做平均统计的时候，这个人的信息可以用，从总体角度推演出来的结果也是有意义的。但是，对单独某一个学生告诉我的信息，我不能根据他给的信息判断真假，只能够用他的信息做统计分析。这里面就涉及到集体数据和个体数据，隐私保护的目的就是：将个人数据作为集体数据的一部分时，它是有用的，但仅仅作为个体的信息，它又是没用的。
也就是视角问题，大数据时代，关注的关键应放在集体信息上。我们要达到的目标是，个人信息经过处理后发布，他人窥探不到个人隐私，但可以纳入到整体信息分析和统计中使用。
徐正全教授在办公室。长江日报记者高勇 摄
一天到晚推公式
2020年6月23日9时43分，伴着山呼海啸般的巨响，长征火箭托举着北斗三号最后一颗全球组网卫星飞向太空，我国自主卫星导航定位系统建设空间部分彻底实现全球化布局。
北斗卫星导航系统作为全球四大卫星导航系统之一，无疑是我国的重要战略资产，不仅可以在军事和其他重要领城提供安全的时间和空间基准服务，也在大众应用领域广泛使用。
湖北科学技术出版社出版的“北斗新技术与应用丛书”（共6册）着眼的就是卫星导航发展前沿和我国导航产业发展新矛盾、新挑战，全面系统解读行业应用的最新进展。丛书主编之一徐正全说：“北斗卫星导航系统作为信息时代我国参与大国竞争的重要基础设施，其研究与发展不只局限于技术本身，它的作用和意义早已影响到国家在信息领域的技术进步、产业发展和全球战略。”
北斗系统的主要功能是提供授时和定位服务的。“我们不难注意到，几乎所有手机应用服务软件都要求用户提供位置授权。也就是说，对用户报告位置的请求几乎无处不在。从科学研究的角度看，几乎可以肯定，在整个隐私保护领域中，‘位置信息’的隐私保护问题是关键问题之一。”徐正全曾任武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室多媒体通信工程中心主任，长期研究数据隐私保护问题。丛书的其中一册《北斗卫星导航系统时空大数据隐私保护》就是他亲自操刀的。
在徐正全的办公室里，有一块满是演算公式的白板，那是他和学生推演时刚留下的。他形容自己一天到晚推公式，目的就是找到解决位置数据隐私保护的办法，而且已经有了方法。“除了要保护用户的单点位置的经纬度等地理位置隐私，还需要防止攻击者通过空间分析，得到用户的移动轨迹数据或者移动分布特征。所以非常难。” “数据隐私保护问题不光需要政策法规解决，也特别需要用技术手段支持。”他认为这个问题很急迫，“大数据时代来临的脚步声，就是催促隐私保护的号角声”。
精度能达“毫米级”
2016年5月18日，国家北斗地基增强系统正式投入运行，北斗开始面向全国提供高精度位置服务。如今，北斗能提供高精度定位服务，精度能达到什么程度？亚米级、分米级、厘米级，甚至毫米级。
亚米级，在交通时用得多。因为北斗，很多领域都可以冠以“智慧”，比如“智慧交通”就在于能对车辆定位、线路跟踪、到站预测、电子站牌信息发布、公交线路智能调配。调度人员通过一个大屏幕，可以看到公交车运行状况，掌握所有受控车辆的运行位置、轨迹、速度和方向等信息，一旦出现堵塞、人员滞留情况，发车间隔就可以及时调整。
厘米级，常用在农林渔业、林业监管和建筑施工等方面。今天的农业不同于以往的农业，大规模现代化农业生产中，可以用到北斗高精度技术，结合遥感、地理信息等技术。土壤养分如何，该不该施肥，农业机械无人驾驶，农田起垄播种，无人机植保等，这叫“智慧农业”。
还有“智慧工地”。如今城市里的高层建筑越来越多，地越挖越深，基坑滑坡坍塌是建筑工程中事故极为频繁的领域，轻则延长工期，重则出现人员伤亡。北斗不光可以检测基坑，还能定位每一辆机车的位置、轨迹、速度。
“毫米级”并不是用在微小的地方，而往往是在大坝、桥梁等重大基础设施上。山体、峡谷的地质环境很复杂，像滑坡、崩塌，通常都是从十分微小的位移开始的，到一定程度后才引发巨大灾难。毫米级的北斗高精度技术，可见山体关键部位的微小形变数据，构建统计分析模型，当达到预警级别时，就会通过邮件、短信、声光报警器等发布灾情警报。
隐私保护不等于加密
受访时，徐正全说的第一句话是，北斗的研究与发展不只局限于技术本身。他又翻开他的新著，指着其中一句话念，它是我国参与大国竞争的重要基础设施。北斗是一个宏大系统，谈起来必然包罗万象，一句两句难以讲清。
谈到自己的专业，徐正全提到这套丛书中其中一册讲的是时空大数据隐私保护。时空大数据隐私保护已成为当前信息安全领域的焦点，但迄今为止国内外关于时空大数据隐私保护方面的专著还较为少见。他说起平时常跟人解释什么叫“隐私保护”，大家爱问，隐私保护是不是就是“加密”？他说不是的，两者的区别很大，加密是，我有个信息，如果发出去，没有密码别人就看不着，专业来说，叫做非授权用户看不到内容，授权用户就一览无余。而“隐私保护”的意思是，我把我的信息发给你，你可以看到一部分信息，但是我不要你看的，你看不着，这就叫隐私保护。
北恰部节斗是象征国家实力的工程，诸多学科前沿成果得到了应用，但它不只是科技界的故事，也不只识了是一种宏大叙事，而是走下了神坛，无声无息渗透进每个人的日常生活，还会引发公众对科技械键呕伦理的思考。而数据隐私保护的思考，也正说明了北斗已走进每个人的生活。
（长江日报记者秦孟婷）
【实习编辑：郑晓晓】
