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2020年中国卫星导航行业研究报告其天守全

2020年中国卫星导航行业研究报告

核心摘要:卫星导航系统可以为用户提供定位、导航、授时三大功能,是提供时空数据的重要基础设施。我国的北斗导航系统还可以提供短报文通信、国际搜救等特色功能,2020年6月15-17日,北斗三号系统的最后一颗星将择机发射。北斗三代全星座部署完成后,在中国及周边地区定位精度优于0.3~0.6 米。我国卫星导航产业的快速发展受益于我国产业政策的布局与落地和导航卫星、星基地基增强系统以及辅助定位系统等基础设施的搭建成型。在技术和政策的双重驱动下,2019年,我国卫星导航与位置服务产业整体产值达到3450亿元,增速达14.4%。卫星导航系统的下游用户可分为行业用户和消费者用户。目前,行业龙头企业向提供综合时空解决方案发展。本报告分析智能手机、车载导航及智能可穿戴设备三个应用领域,艾瑞认为智能可穿戴设备将为未来卫星导航产业发展提供动力。我国卫星导航系统的发展受我国用户对航天的认知、卫星导航技术应用的普及程度以及芯片算法、芯片等因素的制约。解决路径一是推动对航天科技应用价值、经济价值的科普;二是要出台体系化的产业应用普及政策;三是要提高导航芯片的精度、降低导航芯片的功耗,强化芯片算法的能力。觅路:卫星导航行业概述卫星导航概述卫星导航提供定位、导航、授时三大基本功能人类从古至今,一直走在探索和认知世界的征途上。在这遍布未知危险的道路上,判断自身的空间位置、此刻的时间和行进的方向可以降低风险程度、提高开拓进程中的人类的存活能力。也正因此,我国古代有日晷、司南、水钟、牵星木等工具用以测量时空的伟大发明。伴随人类对时空概念的认知程度提高,时空的工具也由地面转移至天际,卫星导航开始步入人们的视野范围。卫星导航相较传统方式,具有全时空、全天候、连续实时地提供导航、定位和定时等优势。卫星导航是指利用空间卫星,通过卫星播发的无线电导航信号,为用户在相应时空参考系中提供三维位置、速度和时间的技术。其本质是为用户提供时空数据的基础设施。伴随我国北斗体系大规模搭建,卫星导航产业产值提高随着2020年3月,我国北斗三号系统发射第二颗地球静止轨道卫星。我国北斗三代体系的搭建也接近尾声。根据我国《中国北斗卫星导航系统白皮书》,我国搭建北斗卫星导航系统分为三步。2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;计划在2020年前后,建成北斗全球系统,向全球提供服务。卫星导航产业的发展是建立在以导航卫星为基础的空间服务基础设施的搭建和下游产业的深度推广二者结合之上的。《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》的数据显示,2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元,2011-2019年,我国卫星导航与位置服务产业总产值年均增长达22.1%。北斗导航与其他卫星导航合作,国际合作加强;一带一路政策推动北斗走出国门世界卫星导航系统步入多系统并存的GNSS时代后,需要各卫星导航系统间兼容与互操作,以满足用户对卫星导航服务的高质量要求。2015年,中俄签署《中国北斗和俄罗斯格洛纳斯系统兼容与互操作联合声明》;2017年,中美签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》,根据联合声明,北斗卫星导航系统与俄罗斯格洛纳斯系统,北斗卫星导航系统与GPS实现民用信号互操作。此外,北斗卫星导航系统和日本(QZSS)、印度(IRNSS)等地区间区域卫星导航系统的国际合作也在进一步加强。我国于2013年提出“一带一路”合作倡议,2015年商务部等三部委发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》,此外,.北斗二号系统于2012年底完成建设任务并开始服务大部分亚太地区。在政策和技术端的双重驱动下,北斗导航走出国门,为世界范围内其他国家提供卫星导航服务。我国卫星导航概述产业链图谱星移:卫星导航行业驱动因素卫星导航行业驱动因素下游占比提高,产业化推广明显,受益于产业政策布局和卫星及相关基础设施搭建《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,卫星导航产业下游产值占比由2016年的31%提高至41.6%,而上游和中游产值占比持续下降。而卫星导航衍生带动形成的关联产值由2016年的1310亿元增长至2019年的2284亿元,占比由61.9%提高至66.2%。卫星导航下游占比的提高和衍生产值的扩增都表明卫星导航产业的产业化效用愈发明显,用户端和市场端应用程度不断提高。这得益于我国产业政策的布局和落地以及导航卫星、星基地基增强系统以及辅助定位系统等基础设施的搭建成型。卫星导航行业驱动因素:政策产业政策密集出台,侧重监管、民生领域我国自1994年开始搭建北斗卫星导航体系,配套政策持续跟进。2013年国务院发布《国家卫星导航产业中长期发展规划》,其中设定了2020年卫星导航产业的发展目标“2020年,我国卫星导航产业创新发展格局基本形成,产业应用规模和国际化水平大幅提升,产业规模超过4000亿元。”2015年国防科工委和国家发展改革委员会发布《关于促进卫星应用产业发展的若干意见》中指出“促进卫星导航产业规模化快速发展。立法方面,我国将《中华人民共和国卫星导航条例》列入《国务院2016年立法规划》,2018年5月宣布完成《卫星导航条例》征求意见稿。此外,我国在卫星导航的主要的行业应用场景、大众应用等多方面提出相应配套政策进行扶持。卫星导航行业驱动因素:技术原子钟技术的不断革新,卫星导航定位和授时精度不断提高原子钟是利用原子(分子、离子)内部稳定的能级间跃迁频率作为参考,通过锁定晶振或者激光器的频率实现准确而稳定的频率信号生成于保持。原子钟技术的不断革新,提高了对于作为7个国际基本单位之一的时间(频率)的测量的稳定性和精准性。星载原子钟是卫星导航定位授时体系中的重要星上载荷,也是卫星导航信号和授时信号生成的起点,星载原子钟的性能决定着导航定位及授时的精度、自主运行能力甚至导航卫星的寿命。由于铷钟具有频率稳定度指标优良、可靠性高、寿命长等特点,目前,世界范围内多数卫星导航系统采用星载铷钟,此外,被动型星载氢钟也应用到新的导航卫星中。星间链路加地基增强系统,信号完好性和精确性提高我国受到政治因素影响,很难在海外建立地面站,造成无法通过星地链路进行时空数据同步。我国于2015年8月首次实现星间链路,从而解决星地运控、测控、数据传输方面存在的困难。2020年6月,我国完成29颗已入网北斗三号卫星星间链路测试工作。北斗地基增强系统由基准站、通信网络系统、数据处理系统、数据播发系统和用户终端构成,可以达到在一个系统进行多种模式的精度增强,为用户提供米级、分米级、厘米级高精度实时定位服务到后处理毫米级定位服务。北斗的辅助定位系统A-BDS进入应用阶段,技术推动产业普及传统的卫星导航定位方式存在由于城市等环境复杂,造成卫星导航信号易受干扰,并且搜星过程较长等缺点,通过网络辅助卫星定位A-GNSS技术,采用地面基站来传输等辅助信息,可以帮助用户终端实现快速搜星和定位。鉴于 A-GNSS 技术在智能终端中的重要作用,2013 年初,工信部和总装北斗办联合成立了“移动通信领域北斗国际标准联合推进工作组”以推动网络辅助北斗定位(A- 北斗)技术在 3GPP、3GPP2、OMA 等国际标准化组织中的标准化工作。2015 年 3 月,移动通信系统北斗定位技术标准和性能标准正式发布;2015年9 月,测试标准正式发布;2G/3G/4G 移动通信国际标准正式支持 A- 北斗定位技术。A-BDS是终端接收机(手机内置导航模块)通过与地面基站交互,获取卫星星历以及地面终端粗位置信息,计算出卫星信号的多普勒频率的大致范围,以及卫星信号到达定位终端的大致相移,缩小卫星信号的捕获空间,从而实现快速搜星。以千寻位置公司于2016年发布的北斗辅助定位系统A-BDS服务平台FindNow为例,其最大特点是将传统定位耗时30秒以上的初始定位时间缩短至3秒。跃迁:卫星导航行业下游市场卫星导航市场分析卫星导航市场的未来会以智慧自动驾驶系统和为消费者提供综合时空解决方案为主GSA预计,2019-2029年累计营收将达到25250亿欧元,其中,交通场景占比达到55%,主要营收来自于车内导航系统(IVS)和先进的驾驶辅助系统(ADAS),而为消费者提供解决方案的占比达到38.3%,其营收大多来自于智能手机和其他终端对LBS服务所产生的时空位置数据的收费。本报告聚焦智能手机、车载导航终端及智能可穿戴设备。我国导航定位终端市场过度依赖于智能手机端的普及,然而卫星导航企业缺乏手机功能集成经验,成为技术提供商北斗系统正式成为3GPP移动通信组织标准支持的全球卫星导航定位系统。《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》数据显示,具有卫星导航定位功能的智能手机销量在我国国内导航定位终端产品销量的占比在2016年前,始终高达90%以上,2016年占比达到96.2%,2016年后有所下降,2018年占比达到73.6%,仍然占有较高市场份额。反观全球,根据GSA2019年发布的数据显示,亚洲及俄罗斯地区在卫星导航授时、应急救援、航海、航空领域的普及情况落后于北美和欧洲地区。足以可见,我国卫星导航终端产品在产业应用情况上过度倚重智能手机侧,其他产业应用场景发展较不平衡。由于手机芯片企业在手机芯片功能集成和手机应用研发企业在软件开发应用方面比传统卫星导航企业更具有优势,使得卫星导航服务在智能手机端的市场份额较难分给卫星导航企业,卫星导航企业成为卫星导航技术提供商角色。强制的产业政策起到推动作用,汽车导航终端进入汽车前装环节由于产业政策的不断深入、车载导航终端前装技术的进步以及前装市场对于价格的灵敏度不高,整车厂逐渐将汽车导航设备的安装纳入汽车前装环节。此外,我国自2017年对“四危一客”车辆进行强制安装汽车导航设备的政策,促使我国汽车导航后装市场终端销量快速提升。我国汽车导航前装市场终端销量在2017年超过汽车导航后装市场终端销量,表明我国卫星导航产业政策对汽车导航终端设备的普及起到了有效的。但由于我国汽车产销量在2017年以后,连续两年出现下滑,影响我国汽车导航终端前装和后装市场销量,但随着车联网概念深入和汽车产业回暖,汽车导航终端具有发展前景。智能可穿戴设备作为蓝海市场,将促进卫星导航产业发展随着消费升级和,智能可穿戴设备愈发进入人们生活。智能可穿戴设备包括可穿戴耳机、智能手表、智能手环等产品,IDC发布数据显示,可穿戴设备2019年全球出货量达到3.365亿部,同比增长89%。我国2019年可穿戴设备市场出货量达9924万台,同比增长37.1%。由于智能手表和智能手环可以通过北斗芯片和其他定位模块来帮助掌握需要关照人群的位置信息,定位精确程度成为购买智能可穿戴设备的关切之一。此外,2018年,中国卫星导航系统管理办公室批准“南沙新区北斗城市应用示范工程项目”,其中智能手表及依托于智能手表的大数据管理平台已经落地。未来,在银发人口比重持续上升、疫情影响健康观念提高、综合定位精度不断提高、可穿戴设备价格下降等因素推动下,智能可穿戴设备将获得更快发展,智能可穿戴设备会为卫星导航产业发展提供动力。我国卫星导航企业的商业模式以销售软硬件产品向提供时空智能服务转型以北斗星通为例,北斗星通专业从事卫星导航定位产品,基于位置的信息系统应用和基于位置的运营服务业务。北斗星通财务报告数据显示,产品销售占主营业务收入构成的占比由2015年的86.2%下降至2019年中报披露的64.3%,而运营技术服务占比由2015年的2.8%提高至2019年中报披露的32.5%。以振芯科技为例,振芯科技围绕北斗卫星导航应用的“元器件—终端—系统”产业链提供产品和服务。振芯科技历年财务报告数据显示,卫星定位终端占主营业务收入构成的占比由2015年的71.5%下降至2019年的29.1%,而卫星导航应用相关的比重上升。卫星导航企业的商业模式逐渐从单一销售软硬件产品向提供综合时空智能服务转型。破壁:卫星导航行业发展建议破壁:提高民众对北斗的认知GPS成为卫星导航专属代言词,提高民众对北斗的应用价值认知有利于品牌形象树立与传播由于美国全球卫星定位系统(GPS)投入应用时间早(GPS于1994年投入民用)、市场应用占比高(GPS市场应用占比达到95%),GPS的品牌更加地深入人心,逐渐成为卫星导航专属代言词。而我国民众对于航天的认知,仍有大部分网民认为航天产业属于国际竞争的重要范畴,对于经济效益等偏重商业用途的认知较低。艾瑞《中国商业航天大众基础认知用户调研报告》显示,42.9%参与调研的中国网民认为,航天产业发展的重要动力是其属于国际竞争的重要领域,只有5.8%的中国网民认为发展航天是由于经济效益大。值得高兴的是,由于我国政府对于北斗卫星导航系统的大力宣传,使得卫星导航的相关企业北斗星通成为最熟悉的航天公司,《中国商业航天大众基础认知用户调研报告》数据显示,对航天感兴趣的网民(对航天感兴趣的网民占总调研用户量的66.4%)最熟悉的航天公司中,北斗星通以81.7%位居第一。提高民众对于北斗在农业、工业、城市等行业领域以及辅助百姓日常生活的应用价值,尽可能打破民众对于中国航天产业高冷的认知,可以更加有效地帮助北斗导航品牌形象树立与传播。破壁:突破北斗芯片壁垒北斗芯片有所突破,但高精度低功耗导航芯片发展较弱且美国具有技术专利垄断优势,制约我国卫星导航发展卫星导航芯片由RF射频芯片、基带芯片和微处理器组成,卫星导航芯片的性能、功耗和价格,决定着北斗导航系统的功能差异和其在智能终端等应用产品中的渗透。我国2013年发布《国家卫星导航产业中长期发展规划》,“突破核心芯片发展瓶颈”列为主要任务,卫星导航芯片研制加快。目前,我国北斗芯片公司突破了22nm的制程工艺,实现了双频单SoC芯片,北斗卫星导航在国产手机中基本普及。然而,我国高精度、低功耗芯片发展仍较弱、美国在卫星导航定位技术专利上居于垄断制约我国北斗导航产业发展。技术端需要手机芯片厂商和卫星导航厂商共同努力,突破算法和芯片壁垒。破壁:政策重心向产业化倾斜我国对于卫星导航的法规和扶持政策应向产业化、体系化、及时化倾斜北斗卫星导航系统是我国重大的系统性工程,建设阶段和运营阶段都需要卫星导航产业相关的法律和相关扶持政策的支持,此外,卫星导航产业会随着技术、产业应用、国际关系等因素变化发生变化。这也要求在产业政策的制定和执行需要强化及时能力。美国政府制定了一系列的法规政策来扶持GPS卫星导航系统的发展,以财政政策为例,GPS系统的财政政策规定在具体的法律中,并根据GPS系统发展状况及时调整;财政拨款用于GPS系统的研发、零件采购和后续发展等多个方面美国政府的对于卫星导航产业发展的法规和政策具有持续性、系统性、综合性,这很大程度保障了美国卫星导航产业的发展。反观我国,我国政府于2013年《国家卫星导航产业中长期发展规划》,虽然明确了产业发展目标、思路和任务,但受限于规划,缺失强制性,还缺乏明确具体的保障措施,,并且对于卫星导航产业的推广也不具有强制性。此外,我国《卫星导航条例》至今仍未出台,使得卫星导航产业发展缺失法律保护.。我国对于卫星导航的法规和扶持政策应加强产业扶持、体系性搭建、及时调整等方面。降临:卫星导航行业未来降临:卫星导航的未来空间PNT未来是国家时空数据重要基础设施,北斗卫星导航系统将成为核心1)地球表面存在物理遮挡区域如森林、室内、地下等,卫星导航无法提供有效服务;2)存在电磁干扰的区域,会降低卫星导航系统性能;3)地球同步轨道外空间,导航信号有无法覆盖区域,种种因素促使空间PNT,即空间定位、导航、授时综合管理体系的推出。早在20世纪90年代末,欧盟伽利略计划的初期涉及包含PNT体系的主要基本特征,美国于2006提出PNT体系概念,开始了系统研究,我国规划于2035年建成以北斗为核心的综合定位、导航、授时体系,目前我国PNT综合系统包括:1)政府成规模建立的PNT基础设施,如北斗卫星导航系统、塔康系统、长河二号导航系统、国家授时中心的短波授时系统(BPM)、长波授时系统(BPL)等;2)通过用户终端获取时空信息的导航手段,如惯性导航、射频识别(RFID)导航、wifi强度指纹导航等;3)其他非自住外部系统。时空数据会与其他数据深度融合,时空智慧服务可期在人类信息社会中,有80%以上的信息与“位置”和“时间”有关,卫星导航定位技术可以迅速将位置、时间信息数字化,进入互联网和各行各业的信息应用系统,被人们所使用。然而,单一化、静态化、非标准化的数据资产很难发挥数据价值,时空数据作为新的数据资产应与其他数据,如城市数据模型、气象信息、地理信息进行深度融合,发挥出时空智慧数据价值。以智慧城市为例,我国《GB/T 34678-2017智慧城市技术参考模型》中,将卫星包含在位置感知设备中,与环境感知设备、安全感知设备、图像感知设备等并列于智慧城市的物联感知层,来共同为智慧城市下各场景应用提供数据支持。

藍鬍子

北斗卫星导航行业深度研究报告2020

(如需报告请登录未来智库)1. 全球导航卫星产业发展迅速1.1 全球 GNSS 主要有四个玩家全球导航卫星系统 GNSS(Global Navigation Satellite System),泛指所有卫星导航系统,目前为全球 范围提供服务或建设目标是为全球范围提供服务的 GNSS 系统只有美国的 GPS、俄罗斯的 Glonass、 欧洲的 Galileo 和中国的北斗卫星导航系统。1.2 未来十年GNSS 应用市场将持续高速增长GNSS 接收设备全球年出货量预计持续增长。根据欧洲 GNSS 局(GSA)预测,未来十年 GNSS 接收 设备全球出货量预计将从 2019 年的 18 亿台增加到 2029 年的 28 亿台。其中绝大多数是价格低于5 欧 元的接收设备,占比超过 90%,其主要被用于手机和可穿戴设备中;价格区间在 5 欧元到 150 欧元的 GNSS 接收设备出货量预计将以 6%的年增长率的速度快速增长,这类接收设备主要应用于道路交通和 无人机等领域;高端接收设备定价在 150 欧元以上,在全球出货量里仅占不到 3%,高端接收设备用于 专业领域,预计未来十年高端接收设备年出货量将大约达到 3 亿欧元。交通运输是 GNSS 设备增速最快的细分市场。预计未来十年,GNSS 设备总装机量将从 2019 年的 60 多亿部增长到 2029 年的 100 亿部以上。从 GSA 预测可看出,GNSS 接收设备在手机和可穿戴设备市 场的增速趋缓,这主要由于全球智能手机使用寿命增加,替换周期变长,导致装机量增速放缓。而交通 运输市场的 GNSS 设备装机量增量明显,将成为 GNSS 设备未来的主要增长点。增值服务收入是 GNSS 市场最主要的收入。增值服务是指 GNSS 设备下游,为客户提供相关软件和解 决方案的服务。GSA 预计全球 GNSS 下游市场来自设备和服务的收入将从 2019 年的 1500 亿欧元增长 到 2029 年的 3250 亿欧元,年复合增长率为 8%。其中依托 GNSS 技术为用户创造增值服务是 GNSS 市场最大的收入来源。预计到 2029 年,增值服务收入将达到 1660 亿欧元,超过全球 GNSS 市场总收 入的一半。1.3 未来 GNSS 细分市场的发展宏观趋势导致了新的信息密集型服务的发展,当这些服务需要全球范围的定位和定时数据时,它们也同 时影响 GNSS 解决方案的采用。即 GNSS 对当前自然环境、新兴技术和社会形势以及经济发展等领域 都将提供定位定时的服务支持,同时在社会发展中不断诞生的问题也将促使 GNSS 演变出新的使用方式 和服务模式。从细分领域看,GNSS 在以下细分领域存在较大的增长潜力。手机和可穿戴设备构成了 GNSS设备最重要的消费级市场增量,其中包含了 GNSS 设备数量和设备单 价的双重提升。GNSS 模块在智能手机中已是必备存在;同时可穿戴设备发展迅速,根据 Statista1 的数 据,到 2022 年,联网可穿戴设备的出货量预计将达到 640 亿欧元,也意味着 10 亿欧元的联网设备市 场。针对可穿戴设备市场的高端设备,多星座多频 GNSS 技术是最有价值的技术之一,可以为客户提供 更精准的定位和导航信息。智能手机和可穿戴设备使我们生活更加数字化和互联化,同时为了改善用户 体验,也对 GNSS 设备的性能水平有了更高要求,与之对应的则是单位价格的提升。公路交通运输领域是 GNSS设备和应用增速最快的市场。智能化、自动化汽车是未来发展主要方向,近 年来相关概念和技术也在不断突破,而 GNSS 作为对定位信息的关键来源是自动驾驶技术的核心之一, 同时下游高精度地图市场也至关重要。具备自动驾驶能力的汽车将配备 GNSS 天线、高精度 GNSS 接 收器,并可能依赖高精度 GNSS 增强服务,因此自动驾驶市场对 GNSS 相关设备及服务需求量巨大。通用航空市场是 GNSS设备的蓝海市场。根据 GSA 预测,航空领域中 GNSS 设备的大部分出货量由通 用航空和公务航空驱动,用于监视和导航目的。未来十年,GNSS 设备的整体出货量将保持稳定,每年 的总数将达到 30 万。但考虑到我国通航产业航空器保有量、通航机场数量、飞行从业人员的基数都很 小,依然没有释放出与我国经济发展相匹配的市场需求和规模;同样在下游应用端,应用领域的宽度与 作业时间也不成比例,因此我国通航产业还存在巨大的发展空间。随着我国低空空域逐步放开,通航市 场逐步发展,预计将会带动通航领域内的 GNSS 设备实现更高的增长。无人机是 GNSS 设备的主要新兴市场之一。近年来无人机市场发展迅速,无人机安装 GNSS 模块具有 合理性和必要性:一方面随着无人机应用领域不断拓宽,以及性能不断增强,部分应用领域对于定位导 航服务的需求有所增加;另一方面无人机加装 GNSS 模块也能实现对于无人机的统一监管。同时无人机 价格的下降也使得消费级无人机市场增长迅速,带动了该领域 GNSS 设备的增长。航海领域 GNSS 应用市场的可持续增长。根据 GSA 统计,2018 年用于船舶和港口定位导航的 GNSS 产品出货量超过 170 万台,2008 年约为 83 万台,即过去十年中海事 GNSS 出货量年复合增长率约为 7.8%。预计到 2029 年,海事领域 GNSS 产品的年出货量将达到 270 万台,在未来十年中将保持 4.1% 的年均增长。在整个预测期内,预计休闲导航的份额将保持稳定,约占海运总出货量的 90%。根据出货 量计算,预计到 2029 年相关的海事应用程序的总安装基数将超过 1600 万个,与 2019 年 1100 万的基 数相比增长约 66%。2. 北斗系统即将实现提前组网2.1 军用:北斗导航系统提前组网中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)由中国自行研制。自 20 世纪后期 开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了“三步走”发展战略:(1)试验系统阶段:2000 年发射 2 颗地球静止轨道卫星并投入运营,建成北斗一号系统,向中国提供服务;(2)区域系统建设阶 段:2012 年北斗二号卫星发射数量达 14 个,建成覆盖亚太地区的北斗区域系统;(3)北斗三号全球组 网:到 2020 年将完成 35 颗北斗三号卫星的组网,向全球提供相关服务。北斗三号将增加性能更优的现代化公开信号 B1C 和 B2a,按照国际标准提供星基增强服务(SRAS)及 搜索救援服务(SAR)。完成北斗地基增强系统建设,为国内用户提供实时分米级/厘米级、事后毫米级 服务。计划利用北斗系统 GEO 卫星 B2b 信号播发高精度增强信号,为亚太地区提供动态分米级,静态 厘米级导航定位服务。截至 2019 年底,北斗三号系统已成功发射 28 颗全球组网卫星(2017 年 2 颗、2018 年 17 颗、2019 年 9 颗),24 颗中圆地球轨道卫星(MEO 卫星)组成的核心星座部署完成,为进一步提升系统服务性能 和用户体验,实现全球组网奠定坚实基础。目前,系统运行平稳,经全球范围测试评估,在全球区域定 位精度优于 10 米,亚太区域定位精度优于 5 米,满足指标要求。按中国卫星导航系统管理办公室发布 的北斗工程计划,2020 年上半年我国还将发射两颗北斗三号地球静止轨道卫星(GEO 卫星),将比预定 目标提前半年完成全部 30 颗北斗三号组网卫星发射,届时将提供星基增强、短报文通信、国际搜索救 援、精密定位等新服务,并向全球播发性能更优的导航信号。2.2 增强系统与高精度定位的实现增强系统发挥配合作用,提高定位精度达厘米级。主流增强系统为星基增强系统和地基增强系统,是全 球主流卫星导航系统的补充,通过差分校正数据实现定位精度的提高。本质上而言,星基增强系统主要 是接收天上卫星发射的修正信号来实现定位精度的改进,属于广域差分增强系统(SBAS);地基增强系统 属于局域差分增强系统(GBAS),是通过接收地面基准站网提供的差分修正信号达到提高卫星导航精度的 目的,优化后的定位精度可以从毫米级至亚米级不等。星基增强系统在航空航海应用上更具备优势,地 基增强系统的应用涵盖测绘勘探、监测控、驾考驾培、精准农业等专业领域,及交通导航、旅游、应急 救援等大众领域。北斗地基增强系统由基准站网络(CORS 站)、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、 用户应用系统五部分组成。北斗基准站接收北斗导航卫星发射的导航信号,经通信网络传输至数据综合 处理系统,处理后产生修正信号,通过卫星、数字广播、移动通信方式等实时播发,实现北斗地基增强 系统服务覆盖范围内实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级高精度定位服务。目前全国各省市均建设了区域型的地基增强系统,普遍由当地测绘局牵头建设。全国性的北斗地基增强 系统则由中国兵器工业集团和阿里巴巴出资成立的千寻位置负责建设。2018 年 5 月 23 日,北斗地基增 强系统已完成基本系统研制建设,具备为用户提供广域实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位 精度的能力。国家级北斗地基增强系统的建设对加速推进北斗卫星导航应用与产业化具有重要意义。 2018 年 11 月,北斗已建成基准站数量超过 2200 个,成为全球基站数量最多、覆盖范围最广、运行稳 定的地基增强系统。星基增强系统克服地基增强覆盖范围有限的缺点,除通信信号覆盖的范围,还能够在通信信号覆盖不到 的高空、海上、沙漠、山区实现高精度定位。目前国内比较成熟的星基增强系统有合众思壮“中国精度” 星基增强系统以及中海达“全球精度”系统 HI-RTP,此外千寻位置也具备通过星基增强系统提供位置 服务的能力。通过星基增强系统与地基增强系统相结合,可形成更高效的卫星导航高精度定位服务网络, 为国土测绘、海洋勘探、精准农业、灾害监测、无人机以及无人驾驶等领域的专业应用以及汽车导航、 移动手机等大众化应用提供更有效的高精度位置服务基础环境,具有广阔的应用市场。北斗全球精密定位系统——夔龙系统:2016 年 11 月 1 日,在第十一届珠海航展现场,中国航天科技集 团公司宣布我国首个北斗全球“厘米级”定位系统建设工作,该系统命名为“夔龙系统”。2.3 GNSS 行业国内催化因素与发展目标长期催化: 全球政治局势动荡,经济逆全球化趋势显现,北斗的发展有利于进一步实现 GNSS 国产化,增强我 国政治经济实力。 中美贸易关系不稳定,北斗作为中国国产化标杆性行业,战略价值凸显。 北斗系统最初起源于军用,受当前我国军工市场提升信息化、军民融合等政策推动,具备较强科研 实力的厂商具备较大发展机会。短期催化(政策密集出台): 2016 年 10 月,《关于加快推进“一带一路”空间信息走廊建设与应用的指导意见》发布,明确定 位北斗在“一带一路”中的经济发展支撑作用。 2017 年 6 月,国家发改委、海洋局发布《“一带一路”建设海上合作设想》,提出加强北斗卫星导 航系统在海洋领域应用的国际合作,为沿线国提供卫星定位应用与服务。 2017 年 8 月,农业部、发改委、财政部联合印发《关于加快发展农业生产性服务业的指导意见》, 加快推广基于北斗系统的作业监测、远程调度、维修诊断等大中型农机物联网技术。 2017 年 11 月,交通部、中央军委装备发展部印发《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划 (公开版)》,大力推动北斗交通行业应用,在铁路、公路、水路、民航、邮政等交通运输全领域实现 北斗系统应用。 2018 年 1 月,发改委发布《智能汽车创新发展战略》(意见征求稿),明确提出:建设覆盖全国的车 用高精度时空服务系统。充分利用已有北斗地基增强网,建立车用网络高精度统一时间体系,提供 全国统一的车用高精度时空服务。 2018 年 5 月,完成《中华人民共和国卫星导航条例》征求意见稿,中国卫星导航条例立法加速有 助于进一步规范北斗系统建设、管理和应用,以确立北斗系统作为国家信息基础设施的法律地位。目前,北斗系统已广泛应用于交通、海事、电力、民政、气象、渔业、测绘、矿产、公安、农业、林业、 国土、水利、金融等十几个行业领域。截至 2018 年底,各类国产北斗终端产品应用规模已累计超过 8000 万台/套,采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量接近 7 亿台/套(含智能手机),北斗应用正在诸多领 域迈向“标配化”发展的新阶段。专业市场仍待普及:在区域、行业示范应用项目支持下,北斗在交通、船舶监控、驾考驾培、精准农业、 灾害监测等诸多行业进行了应用,但是行业实际应用份额仍然较少。高精度定位市场仍处于启动期:从国家安全和战略经济领域的应用需求来讲,在航空、铁路、通信、电 力、金融等多个行业需要实时分米级、厘米级、授时纳秒级系统精度。当前北斗地基增强系统已完成建 设,广域精密定位系统全面启动,面向高精度位置和时间服务需求,技术标准统一、服务多功能、信息 互联互通是确保未来高精度应用推广快速推进的保障。卫星导航市场广阔空间:2018 年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3016 亿元,较 2017 年增长 18.3%,其中与卫星导航技术研发和应用直接相关的,包括芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端 设备、基础设施等在内的产业核心产值达 1069 亿元,占总产值的 35.44%,北斗对产业的核心产值贡献 率达 80%,由卫星导航衍生带动形成的关联产值达 1947 亿元。预计至 2020 年,我国卫星导航产业的 规模将超过 4000 亿元,北斗将拉动超过3000 亿元规模的市场份额,北斗导航产业在未来相当长一段时 间内还有很大的发展空间。随着 2020 年北斗系统服务范围覆盖全球,2035 年建设完善更加泛在、融合、智能的综合时空体系,北 斗产业将迎来由技术融合创新和产业融合发展共同带来的升级变革。未来,北斗高精度定位、导航、授 时(PNT)技术创新及应用是未来发展热点。北斗与物联网技术、云计算、5G 等技术融合成为行业信 息化的支撑技术,也是北斗产业发展的推动力。3. 北斗板块公司数据整理首先选取 27 家北斗板块公司的营业收入和归母净利润进行分析,2018 年收入总计 675.30 亿元,同比 增长 11.34%;归母净利润 38.46 亿元。我们又将这 27 家公司分成了三个类别,分别是老军工背景企业、民参军企业和纯北斗民用企业三种, 分别比较了三类公司的收入和净利润情况。民参军公司盈利能力相对其他两类公司,利润占比偏高,这 种情况由于军品订单本身利润率高,以及民转军企业成本控制能力强导致的。从三类公司收入对比来看,军工企业和民参军企业 2018 年收入增长较快。从三类公司的归母净利润可 以看出,纯民用公司的利润波动较大,军工企业一直保持上升势头,民参军企业近两年利润基本持平, 2018 年增幅较大。重点考虑合众思壮、华力创通、海格通信、华测导航、中海达、雷科防务、振芯科技和北斗星通这八家 北斗行业相关公司。4. 北斗产业链重点上市公司业务布局从产业链结构来看,北斗产业链要包括上游的基础元器件,中游的终端集成和系统集成以及下游的运营 服务等。基础器件主要包括芯片、天线、板卡等,是整个产业发展的基础,也是产业自主可控最关键的 部分;终端设备承载卫星导航定位功能,与用户体验相关,是产业发展水平的重要体现;运营服务是未 来时空服务发展的根本依托,是产业实现可持续发展的最重要手段。根据《2019 中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》,在北斗产业链中 2018 年产业链各环节产值较 2017 年均有明显提升,其中下游产值增长最快。中游和上游受到芯片、板卡、核心器件、终端设备价格 下降的影响,产值增速较去年进一步放缓,在全产业链中占比仍然呈现下降趋势。上游产值在总产值中 占比为 10.9%,其中,基础器件、基础软件和基础数据等环节的产值占比分别为 4.4%、2.1%和 4.4%; 中游产值在总产值中的占比为 47.5%,其中,终端集成环节的产值占比为 34.6%,系统集成环节的占比 为 12.9%;下游产值占比增长较快,由于终端集成环节竞争激烈,下游运营服务准入门槛相比较低,促 使终端提供商向运营服务商转变,从而推动下游产业链快速发展,其产值在 2018 年总产值中占比为 41.6%。在具体上市标的中,出于产业链相对完整,增强自身整合能力与谈判话语权的考虑,很少有公司其业务 只占据产业链某一环节,大多数公司的业务涵盖至少两个相邻的环节,部分公司也秉承着向整体方案解 决商身份转变而逐步延伸自身业务链条。4.1 上游基础产品上游产品主要包括基础器件、基础软件、基础数据。其中基础器件是整个行业发展的基础,是终端集成、 系统集成等环节的重要支撑,主要包括芯片、天线、OEM 板卡等。据统计,截至 2018 年底,国产北斗 导航型芯片模块等基础产品销量已突破 7000 万片,国产高精度板卡和天线销量分别占国内市场份额的 30%和 90%。国际主流芯片研制企业切入北斗卫星导航市场。美国 GPS 系统发展较早,芯片方面有博通、高通、英 特尔等技术领先、竞争力强、市场占有率高的优势企业。欧洲有意法半导体(STMicro)、 U-Blox、瑟福 等全球领先的卫星导航芯片制造商。日本凭借其在电子、通信与信息等领域的优势,也形成了卫星导航 芯片、天线、接收设备等卫星导航应用产业链。目前高通、博通、U-Blox、联发科等公司发布的最新芯 片功能中均支持北斗定位,如高通向我国大量销售的智能手机芯片都内置北斗、GPS 组合定位功能。考 虑到国家安全和为国内企业提供一定程度的保护,北斗系统 B1、B2、B3 中的军用 B3 频段不对外资企 业开放权限。国内北斗芯片国产化程度日益提高,不断突破研发瓶颈,规模化生产能力逐渐提升。2017 年 5 月,北 斗星通发布和芯火鸟 Firebird 芯片,该芯片是全球最小尺寸的 28nmGNSS 射频基带一体化芯片,支持 北斗、GPS、GLONASS、Galileo 多系统,低功耗、高性能。定位精度 2m,可做厘米级 RTK 解算,支 持片上多传感器融合及航位推测。2017 年 9 月,深圳华大北斗科技有限公司发布自主研发且拥有完全自主知识产权的国产基带和射频一 体化芯片,这是全球首颗支持新一代北斗三号信号体系的多系统多频高精度 SoC 芯片。这款超低功耗的 第三代北斗芯片可以在无需地基增强的情况之下,实现亚米级(即精度可以达到一米以内)的定位精度, 并且实现芯片级别的安全加密。2019 年 5 月,北斗年会公布两款 22nm 芯片,分别为高精度定位芯片和超低功耗双频双核定位芯片。 车规级全系统全频高精度定位芯片 Nebulas-IV 在高精度领域具有里程碑的意义,采用 22nm 工艺射频基 带一体化设计,可使高精度 RTK 定位模块面积进一步从 30x40mm 缩小到 12x16mm(减少 84%),模块功耗比前代削减 67%。All-in-one 单芯片解决方案可实现片上 RTK+PPP。与此同时,超低功耗双频 双核定位芯片 Firebird-II,可实现业界最低功耗,具有标准定位模式、抗多径模式。中投顾问产业研究中心数据显示,截至 2018 年年底,北斗民用用户已达千万级;从北斗兼容机功能的 终端年销售数量角度,2013-2015 年间已分别达到 135 万套、527 万套和 1326 万套,实现了数量级的 增长,预计 2020 年我国北斗导航芯片市场规模可达 300 亿。民用导航芯片现状。主要由四大部分构成:基带、射频、电源管理、算法(PNT 或伪距差分)。民用导航芯片趋势展望:趋势 1:北斗渗透率将能够达到 100%;趋势 2:未来硬件和芯片将是中国市场主导。高精度板卡和天线的技术有所突破,生产规模提升。根据《我国北斗产业链发展现状与趋势》,截至 2018 年底,国产高精度板卡和天线已分别占据国内 30%和 90%市场份额。例如,上海司南导航突破了高精度 北斗/GNSS 模块核心技术并实现了规模化市场应用,打破了一直以来 Trimble 和 NovAtel 公司对我国高 精度 OEM 板卡的技术垄断,其研制的 AT200 拥有覆盖北斗 B1、B2、B3 以及 GPSL1L2 定位卫星系统 信号接收能力,并内置了高增益低噪声放大器,适合各类北斗接收机使用。4.2 中游集成产品中游产品指终端产品和系统集成产品,包括车载导航、航空航海 GNSS 设备、便携式导航终端。终端产 品中的高性能专业产品主要应用于军工、测绘、授时等领域,对精度要求较高且价格昂贵;普通民用消 费主要用于车辆监控、车辆导航、信息服务、个人跟踪、娱乐消费等领域。在军用方面,国产北斗二代 军用终端定位精度已可达可达厘米级,在民用方面,北斗三代终端量产后有望逐步渗透卫星导航市场, 实现导航自主可控。据《2019 中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》,2018 年我国卫星导航中游产品市场容量为 1433 亿元,占比 47.5%,在产业链上中下游中占比最多。截至 2018 年底,国内卫星导航定位终端产品总销 量突破 5.3 亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到 3.9 亿台。汽车导航后装市场终端 销量达到 400 万台,汽车导航前装市场终端销量达到 450 万台,各类监控终端销量在 500 万台左右, 专业高精度接收机终端销量突破 16 万台(套)。终端设备的组成部分主要包括功率放大器、射频处理、低 噪放、基带处理等模块,结构相对复杂,各个模块的元器件工艺和设计水平决定了终端产品在重量、体 积以及性价比等方面能否符合客户实际使用的需求,关系到用户体验,是产业发展水平的重要体现。在终端产品的国际市场中,美国占据了卫星导航终端制造业的主导地位,天宝、佳明、苹果、贾瓦德等 成为各自行业的领军企业。欧洲和日本在这个市场也有 Tomtom、诺基亚、索尼、TopconCo.等国际知 名企业。我国卫星导航终端市场中,军用终端由于对可靠性和安全性要求高,技术和资质门槛较高,且不允许外 企进入,因此孵化出了一批优秀的本土企业。目前,上市公司中进入北斗军用终端市场的有海格通信、 振芯科技、中国卫星、雷科防务、华力创通、合众思壮等。4.2.1 军工领域军用北斗:“十三五”压缩反弹,“十四五”确定增长: 军改结束,政策不确定性移除,未来相关订单有望增加。 北斗 2 号升级北斗 3 号,大规模换装需求急需释放。 “十三五”计划前2 年压制延缓的订单与军方新的采购计划叠加,为完成“十三五”计划目标,后续成加 速增长态势。军品未来投资机会:综合终端,组合导航成为发展方向: 军改前,北斗二号时期最大赢家振芯科技。而目前处在从北斗二号到三号的转型期,2021 年左右将 会出现大批换装需求。 北斗军品未来:组合导航和通导一体化。“十四五”计划潜在市场: 通导一体化。 弹载组合导航。 组合导航、无人作战平台。4.2.2 民用领域测绘领域卫星测绘充分利用了卫星导航高精度、全地域的优势。随着近年来发展中国家及地区工程建设项目的增 多,缺乏其他替代手段和地面网络支持,其卫星导航测绘市场增速明显高于欧美市场。目前已建成的北 斗二号系统可实现亚太地区覆盖,改善了以往应用中只借助 GPS 或 GLONASS 系统所导致的诸多信号 盲区的问题,使得兼容北斗的卫星测绘系统精度大幅提升。高精度 GNSS 技术主要采用实时动态定位(RTK),也称载波相位差分技术,RTK 系统由基准站、流动 站和数据链组成,原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置接收机作为参考站,对卫星进 行连续观测,流动站接收机在接收卫星信号的同时还接收基准站上的观测数据,流动站手簿根据相对定 位原理实时计算显示出三维坐标和测量精度,能够在野外实时得到厘米级精度,为各类新兴应用带来了 可能。目前,国内 RTK 市场增速主要源于工地开工率情况,技术升级方面主要是从全站仪到 RTK 的技术方案 替代。当前国产化替代如火如荼,在这一领域国内逐渐掌握定价权。中国卫星导航测绘仪器市场经历了“进口-国产替代-产品出口”的发展过程,早年市场份额由国外厂商所 垄断,主流厂商包括天宝、拓普康、徕卡等。2000 年前后部分国内企业开始涉足卫星导航测绘仪器的研 发和生产,随着国内厂商技术水平持续创新,国产产品逐渐成为主流,行业竞争充分,基本形成了四家 龙头公司。2015-2016 年,行业曾出现价格战,近几年价格比较稳定,2-3 万元一套,毛利率由之前的 60%-70%下降到 40%-50%,但设备置换率有所提高。当前时段 RTK 产品受宏观经济影响,增速略有下 滑。 传统测绘(GNSS、GIS、光电):国产化替代稳步推进。 新兴测绘(三维激光扫描仪):年需求 20 亿元以上,将逐步打破国外垄断,市场需求有望释放 海洋测绘(声呐探测):多波束国产替代刚开始,规模 10 亿元的市场空间,民用及军工市场皆可期 待。位移监测领域位移监测是指对物体在各种影响因素的作用下,其位置在时空域中变化的监测,如地壳形变、滑坡、采 矿塌陷、桥梁高楼等大型建筑的摆动以及大坝位移形变等。目前,卫星导航位移监测主要应用在地质灾 害、尾矿、交通、水利、水电、桥梁等大型建筑等方面的监测。据统计,2015 年,中国卫星导航位移监测市场规模达到 15.27 亿元,同比增长 24.55%。预计 2020 年, 我国卫星导航位移监测市场规模将达到 42,40 亿元,年均复合增长率 22.66%。农业机械应用领域中国在精准农业领域应用尚处于起步阶段,主要用于农业机械的自动导航。农机自动导航系统主要包括 卫星定位模块、电子控制单元、机械控制模块,是基于卫星导航定位系统提供的精确位置信息,利用机械控制模块对农业机械进行精确控制,以保证农机按预定路线精确作业。有效地提高劳动生产率、降低 劳动强度、延长作业时间及提高土地产出率。国家出台了《全国农业机械化发展“十二五规划”》的文件,大力扶持农业机械化;加大对农业机械的 补贴力度,从 2014 年的 0.7 亿元一路飙升到2016 年的228.09 亿元。2017 年,农业部、发改委、财政部下发《关于加快发展农业生产性服务业的指导意见》,提出加快推广 应用基于北斗系统的作业监测、远程调度、维修诊断等大中型农机物联网技术。陕西、湖北、山东、福 建、黑龙江、甘肃、上海、新疆、内蒙古等省市将北斗农业终端列入农机补贴范围,补贴金额在 600-50000 元不等。新疆、北京、浙江、江苏、湖北、辽宁等地区新增北斗自动驾驶系统 5000 多台套,安装北斗 监控终端的农机车辆达到 8000 多辆,完成起垄播种、土地深松、作物收割作业面积超过 300 万亩。农业自动导航设备市场尚处于起步阶段,市场空间巨大。从季节上来看,春耕秋收之前进入销售旺季, 即每年 3-5 月、9-11 月。从地域上来看,目前市场集中在黑龙江、新疆;随着土地流转政策的进一步实 施,全国其他主要农业省份也已开始推广农机自动导航设备。根据上海产业技术研究院的统计数据,2014 年,中国市场农机自动驾驶系统销量为 2,150 套,而大中 型拖拉机产量约为 60 万台。假设所有产品均安装在新的大中型农机上,农机自动驾驶系统的渗透率仅 为 0.36%,考虑到实际可装自动驾驶系统的拖拉机动约占大中型拖拉机产量中的 1/3,农机自动驾驶系 统在高端农机上的渗透率仅为 1%。参照国际市场,美国自动驾驶系统在高端农机市场的渗透率超过 40%, 欧洲由于国家普遍地形复杂,农田面积小,不太适合大型拖拉机耕种的,但仍然达到了 8%的渗透率。 按 20%的渗透率、每年 60 万大中型农机产量中 1/3 可装自动驾驶系统,每台价格 10 万元进行估算,每 年的市场规模将达到 40 亿元人民币。而考虑到现有 500 余万的大中型拖拉机保有量及自动驾驶系统的 更新换代,未来市场空间超过 1000 亿元。国外企业凭借在国际市场多年运营经验与成熟的产品,迅速抢占市场份额。由于产品的技术含量较高, 特别是系统中机械控制部分为卫星导航定位企业并不擅长的领域,国内企业目前多通过进口或代理国外 品牌来切入市场,积累客户资源及储备技术能力。天宝、拓普康、Hemisphere 等企业在市场中占据较 大的份额。国内重点企业有合众思壮、华测导航、华力创通、中海达。安防领域北斗卫星导航在安防领域的应用主要在公安遥感监测、应急通信系统、防灾减灾系统、遥感减灾应用、 灾害医疗救援卫星服务、无人机安防应用、无人机缉毒应用等方面。机械自动化领域机械自动化是利用 GNSS 高精度定位技术解决大型机械的精确控制要求,取代大型机械驾驶员,提升工 作效率。目前已经在上海港口等地实现无人化。4.3 下游运营服务卫星导航下游运营是指为导航定位终端用户提供位置服务、监控、调度等运营服务,主要是不同行业客 户提供高精度定位服务。高精度需求将首先在行业应用爆发,随着无人驾驶和位置服务需求在消费端兴 起,大众消费市场有望成为空间更大的市场。4.3.1 星基增强定位服务天宝 Trimble:2011 年推出了全球精密定位服务(RTX),逐步完善定位服务性能。拥有 120 个自建观 测站,对 GNSS 观测值进行实时跟踪和存贮,将 GNSS 观测值时发送给分别位于欧洲和美国的控制中 心,控制中心对全星座精密卫星轨道、钟差和大气建模,得到全球精密定位改正数。全球精密位置改正 数通过 L 波段卫星或者网络的方式广播给服务授权的终端用户。到 2018 年,已经形成支持包括中国北 斗、美国 GPS、俄罗斯 Glonass、欧洲 Galileo、日本 QZSS 在内的全星座,全频率,通过租用海事卫 星播发 L 频段,2018 年已经实现覆盖对中国区域的全覆盖。“中国精度”系统:2015 年 6 月发布的全球星基高精度增强服务系统,通过租用海事卫星 L 频段对地 面进行播发,能使我国北斗用户在无需架设基站的情况下,在全球任一地点享受便捷的亚米级、分米级 和厘米级三种不同精度层级的增强服务。中国精度通过全球 300 多 IGS 的数据形成模型再发送,系统为 雅典娜 RTK 系统,并为中国精度设计了天鹰基带芯片和天琴射频芯片。经测试, “中国精度”在定位精度、 相对精度和收敛时间等关键指标上优于国际同类服务系统,这也是中国首家具备世界级领先水平的星基 广域增强系统,具有全部自主知识产权和全部控制权。4.3.2 地基增强定位服务地基增强定位服务具有网格化特点,需要用户定位,但可以实现快速精准定位,测距里面包含了所有误 差信息。国家北斗办:2015 年 8 月,中国兵器工业集团和阿里巴巴集团共同发起成立“千寻位置”公司,千寻 位置负责国家北斗地基增强系统“全国一张网”的建设和运营,基于北斗卫星系统(兼容 GPS、GLONASS、 Galileo)基础定位数据,利用遍及全国的超过 2400 个地基增强站及自主研发的定位算法,,通过专网传 至国家北斗数据处理中心,由部署数据中心的千寻位置云平台解算实时播发差分数据,用户可根据需要 获取实时亚米级、厘米级、后处理毫米级精度的位置服务。目前,亚米级每年几百元,厘米级每年 3600 元。2018 年 5 月,千寻推出“天音计划”,采用地球同步轨道卫星和互联网双路播发,为包括沙漠、海 洋、高空等无网络覆盖区域、网络覆盖断续的区域提供 7×24 小时高可用的动态厘米级定位服务。目前 服务覆盖中国地区,将于 2021 年实现全球覆盖。“天音计划”动态厘米级定位服务,与千寻跬步(FindM) 亚米级高精度定位服务、千寻跬步专业版(FindM Pro)亚米级高精度定位服务、千寻立见(FindNow)加速 定位服务共同组成千寻位置高精度实时定位服务产品线。千寻目前拥有 4 亿用户,主要做四条线,车载、 手机、无人机和智能穿戴等。国家测绘局:2017 年 5 月,全国卫星导航定位基准服务系统正式启用,它由 500 个国家级站点,2700 个省市级站点,一个国家数据中心和 30 个省级数据中心,共同组成 3300 多站点的全国规模最大、覆盖 范围最广的卫星导航定位服务系统。这一系统可以兼容北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略等卫星导航系统 信号,具备了覆盖全国的亚米级实时导航定位服务能力。全国卫星导航定位服务系统采用三种不同精度 的服务,即三种类型的服务产品。具体来说,一是面向社会公众的实时亚米级服务,二是面向专业用户 的实时厘米级服务,三是面向特殊用户的事后毫米级服务。5. 合众思壮5.1 北斗民用高精度翘楚公司成立于 1994 年,是国内最早进入卫星导航领域公司之一,是国内北斗导航定位民用领先企业。2000 年,公司率先开始北斗导航技术的研究与应用,通过内生发展及外延并购并重,实现了导航应用多领域 渗透,拥有北斗全产业链关键技术,掌握从芯片、天线、基带、板卡到算法到星基增强的完整技术体系, 形成了北斗高精度、移动互联、时空信息服务和通导一体化四大业务板块。2018 年公司全年实现营收 23 亿元,同比保持平稳。公司以北斗高精度业务起家,专注板卡、芯片、天线和算法技术打造高精度核心竞争力、覆盖多应用领 域实现全球化布局,2013 年公司收购北美卫星导航高精度公司 Hemisphere,强化了高精度核心技术, 2014 年推出国产化高精度板卡,板卡性能国际领先。2016 年发布星基增强基带芯片“天琴”。2017 年, 推出中国首款四通道 GNSS 芯片——天鹰,该芯片实现了对三频解算以及对“中国精度”星基增强系统的 支持。在此基础上,雅典娜增强 RTK 引擎对数据质量控制和模糊解析算法进行了优化,改善了在中长基 线和弱信号的定位精度和 RTK 可靠性。采用了 GNSS 三频测量技术(利用多个频率信号提升系统精度, 提升可靠性)。雅典娜引擎在误差建模、质量控制和解算几个层面处于领先地位,至此,公司完成上游芯 片、板卡、算法和天线布局,一体化能力突出。2019 年,公司发布了针对北斗三号系统研发的“天琴二代”高精度星基增强基带芯片、Phantom 和 Vega 全新系列高精度板卡,进一步提升公司核心竞争力。“天琴二代”拥有完全自主知识产权,是全球首款全 面支持北斗三号的基带芯片,通过软件配置“天琴二代”实现了卫星信号解调的升级,即能够支持现有及 未来计划发布的所有导航信号频率。Phantom与 Vega 两个系列的高精度板卡分别作为定位和定向板卡, 均搭载“天琴二代”GNSS 基带芯片以及“天鹰”宽带射频芯片。Phantom 系列板卡支持单天线信号输入定 位,定位精度可达到 8mm+1ppm(RTK),未来将主要应用于测量测绘、形变监测、移动 GIS 和智能交 通领域。Vega 系列板卡则在 Phantom 系列板卡的基础上增加了双天线信号输入定位测向,支持提供俯仰、横滚等信息,定向精度优于 0.08°。其主要应用在无人机、自动驾驶、精准农业、机械控制以及航 空航海等领域。公司还持续拓展测绘、位移监测、农业机械等高精度终端应用市场。在测绘领域,先后收购了中科雅图 (无人机测绘+智能电网巡线+数字城市数据服务)、吉欧电子(北斗高精度产品 OEM 厂商)、吉欧光学(3D 扫描仪)、思拓力测绘(GNSS+CORS+手持终端)和海外 StonexSrl(高精度的测量仪器)等公司布局测绘 地理信息装备领域。在精准农业领域,公司作为国内智慧农业领军企业于 2016 年推出高端农机自动驾 驶系统产品“慧农”,并于 2018 年收购全球精准农业公司 AgJunction 部分业务进军全球精准农业市场。 随着北斗三号全球组网,北斗民用特别是高精度领域未来有望加速应用。据上海产业技术研究院预测, 到2020年中国卫星导航高精度应用市场规模将达到215亿元,北斗民用高精度应用有望迎来快速发展。公司的高精度业务主要包含测量测绘、农机与机械控制、自动驾驶领域的应用,并不断渗透行业。5.2 军工自组网业务无线自组网络是一种不同于传统的基于集中控制的无线通信网络技术无线自组网络无需固定设备支持, 各节点自行组网,具备无线路由功能,通信时,由其他用户节点进行数据的转发。无线自组网突破了传 统基于集中控制的无线通信网络的地理局限,实现更加快速、便捷和高效地网络部署,特别适用于军队 和公共安全等特殊应用场景。军品主要是自组网的业务,是通导一体化板块的重要组成部分。为应对未来战争远程化的发展,必须建 立作战单元通信网,自组网不依赖于预设的基础设施,主要用于解决应急条件下的可视化指挥、控制和通 信问题,能够很好的满足建设要求。凡是需要快速组建通信网络的都需要自组网,各兵种都会使用;除 了战争外,反恐部门、维稳部门也会配备,目前正从军方走向民用。公司在该业务上依托于北斗导航公 司与元博中和,可以获得稳定的委托加工订单。公司 2018 年业务的大规模增长也得益于能力和渠道的优 秀,以及市场的巨大需求。北斗导航本身是军工业务的载体,公司目前在做在北斗三代的技术与产品、时间同步应用方面有较大优 势。5.3 移动互联、时空应用北斗移动互联业务是公司重点发展业务。依托于时空信息技术,在公共安全、农业、交通、智慧城市等 专业领域,提供独具特色的移动互联时空信息“云+端”应用领域的解决方案。公司加强移动互联产业方 向上的资源整合,在民用航空、交通等应用领域均取得了良好进展,且在智慧城市领域取得突破,为未 来时空物联应用打开了市场空间。时空信息服务是公司业务战略的重要组成部分。公司构建了以“中国精度”、“中国位置”、“中国时间” 为基础的时空基准服务体系和服务平台。结合自主研发的高安全声像图文时空大数据平台——博阳时空 数据库,公司能够为智慧城市、国土规划、公安、环保、智能交通、智慧油田、农村土地承包经营权确 权、地籍调查、不动产登记等众多专业市场提供包括时空数据获取、时空数据管理和时空应用在内的全 方位时空信息服务。在公安部提出“科技强警”和“四化”政策背景下,公安信息化成为公安部门提升办案效率、打击犯罪 的重要手段。公安部已将北斗应用列入了“十三五”规划,力争在“十三五”期间实现警用车辆卫星定 位终端配备率达 100%(其中,新加装的卫星定位终端一律要求具备北斗卫星定位功能);具备卫星定位 功能的手持设备配备率力争达到 80%以上。公司基于北斗导航卫星授时、自组网通信等关键技术,立足时空信息服务平台服务公安等行业,不断拓 展业务范围。2014 年收购公安警务系统服务商长春天成,2015 年收购公安移动信息化产品与解决方案 提供商深圳海棠科技,公司从单一的警务终端生产向下游延伸。2017 年,中标“雪亮”项目 10 亿元订单, 打造更具优势的高精度时空一体化合成指挥调度平台。公司生产手持以及车载移动智能终端,与公司的 警务综合平台结合,构成公司独特的产品体系,充分满足对公安等行业的实施形势态势感知需求。以合 成作战、警务综合应用、执法全流程业务应用、警务终端为核心的公共安全产品已覆盖北京、河南、河 北、内蒙、广西、新疆、吉林、甘肃等 11 个省份。未来,公安业务逐渐从省级下沉到市/县级,尤其是 县级公安局建设“智慧办案区”的需求。预计到 2023 年,国家以及企业对公安信息化的总投资支出将在 259.1 亿元左右。随着国家和企业对公安信息化的持续投入,北斗导航终端及各种解决方案在公安系统 中的应用将越来越广泛。授时方面:电力应用最多,铁路有所应用,公安对授时方面也是刚需。公司利用中国精度,授时精度已 经达到全球最高水平。6. 中海达中海达作为中国高精度 GNSS 的领跑者,一直深耕北斗卫星导航产业。公司全自主研发的卫星导航接收 机(RTK)持续多年保持同行业领先地位,在高精度导航芯片、组合天线、星基增强系统等北斗导航高 精度定位产品上持续发力,形成了北斗+精准定位装备、北斗+时空数据和北斗+行业解决方案等三大产 品体系,掌握核心技术,2018 年新获得海内外知识产权 200 项,其中专利 79 项。2018 年实现营业收 入 12.89 亿元,较去年同期增长 26.26%,主要得益于时空数据和行业应用解决方案业产品增长。公司在高精度导航芯片、天线、板卡、算法、星基增强系统等关键自主技术上取得了重大突破,核心竞 争力显著提升。2018 年 5 月,公司发布国内首款投入实际应用的自主知识产权的北斗高精度导航芯片“恒 星一号”,成功打破国外在该领域垄断,该芯片适用于 GPS、北斗、GALILEO、GLONASS 四个卫星系统所有频点,可实现对全球所有卫星导航星座的全频带兼容。同期公司发布了自主研发的 GNSS 碟状 天线,可实现快速、及时、精准的卫星导航定位,公司高精度板卡的算法引擎进一步提升,接近国际顶级 品牌产品的综合性能,在自产 RTK 设备上实现了约 50%的进口替代。公司“全球精度”星基增强实时高精度定位服务系统研发取得了实质性进展,已在国内外布设了约 100 多个站点,在广州建立两个数据处理中心,保证在任何时间系统均可提供稳定可靠的服务。“全球精 度”Hi-RTP 服务系统是基于北斗的实时广域精密定位服务系统,通过建设全球和区域北斗高精度位置服 务基础网,融合星基、地基等两种增强手段的技术优势,让用户在无需架设基站的情况下,在全球范围 内任意地点可获得厘米级的高精度定位增强服务。2019 年 5 月,“全球精度”Hi-RTP 服务系统的 L 波段 通讯卫星已经正式开始租用,“全球精度”Hi-RTP 服务系统也进行了全国实测。从全国实测结果来看,绝 大部分初始化过程可以在 15-20min 以内完成,仅有个别省份初始化时间在 25min 左右。初始化完成后 均可获得平面方向优于 125px,高程方向优于 250px的定位精度(95%置信区间)。国内高精度定位市场集中度较高,主要有四家企业,中海达、南方测绘、华测导航和合众思壮。中海达 RTK 产品出货量达 5 万台,市场份额约占 30%,处于行业龙头地位,合众思壮与南方测绘出货量达 3 万台,华测导航略少于合众思壮。7. 华测导航7.1 数据采集设备核心业务公司成立之初专业从事于高精度卫星导航定位技术产品研发、生产和销售,之后以高精度卫星定位技术 为基础,进行地理空间产业布局,逐渐为各行业客户提供数据采集装备及系统解决方案,在位移监测、 地质安全监测、精准农业等领域积极拓展,形成了数据采集设备和数据应用及系统解决方案并重的业务 模式。公司数据采集设备可以应用于大地测量、工程测量、地籍测量、国土调查、电力巡检等各个领域, 帮助客户完成全方位的高精度数据采集任务。高精度 GNSS 接收机是公司核心产品。该产品兼容北斗、GPS、GLONASS 和 Galileo 四大系统卫星信 号,支持北斗三代卫星系统,采用卫星+惯导组合定位技术,实现惯性导航与卫星定位融合解算,可提 供更高效稳定的亚米级至毫米级的定位服务。产品已广泛应用于大地测量、工程测量等测量、测绘活动 中。公司 GIS 数据采集器采用高精度卫星导航定位技术,是工业级北斗终端产品,支持单点定位和差分 定位,精度高、续航长、工艺精湛,搭配高效的数据采集软件和数据处理软件,可实现实时定位、人员 监管、数据采集和回传等多种功能,主要应用于地理信息系统建设、调查、监管、执法、巡检、移动办 公等场景。7.2 北斗卫星数据解决方案领先者公司基于北斗高精度卫星导航数据采集,在农机自动化、位移监测和地质安全监测等细分应用领域为客 户提供应用系统集成及解决方案。公司在北斗卫星导航供应链下游业务体量业内排名第一,拥有近 500 个解决方案应用案例。公司 2013 年进入农机自动化领域,开始农机自动导航系统产品的技术研发,并于 2014 年正式实现销售, 该系统主要通过给农机装配农机自动导航系统,保证农机按预定路线精确作业自动耕作。针对特定应用 领域,研发了多款位移监测系统,为客户提供位移监测解决方案、施工建设和维护服务。基于北斗高精 度卫星导航定位技术的位移监测实时解算软件 HCMonitor,拥有丰富的 GNSS 误差模型库,支持高精度 基线解算、多系统联合解算等优势。多传感器网络综合管理系统 HCSIM,根据不同传感器通讯协议编译, 可对 GNSS、应力应变计、风速仪、温湿度计、钢筋计等不同类型的传感器解析处理解析;华测自动化 监测与预警系统 HCMas,该监测软件 web 端为 B/S 架构设计,通过网页即可查询监测情况;软件功能 多样化,有表面位移监测、应力应变监测、风速监测、钢筋受力监测、加速度监测、裂缝监测等 19 个 监测项目,用户可根据具体情况在系统管理中选择功能项目。8. 海格通信8.1 军品业务保持增长,北斗三号大批换装受益人海格通信历史悠久,源于 1956 年始创的国营第 750 厂,2010 年实现 A 股上市。秉承悠久的军工产业 历史,由原来单一为海军提供舰用短波通信、导航的整机设备厂,逐步发展成为我国军用通信、导航及 信息化领域领先的整机和系统供应商之一。目前已经成为行业内用户全覆盖、频段全覆盖、产品全系列, 极具竞争力的企业之一,并依托硬件能力发展为软件和信息服务供应商。公司作为传统军工通信龙头企业,18 年实现了军工业务高速增长,主要得益于军改结束后订单全面放开, 特别是陆军订单增速飞快,十三五期间有望保持高增长。且十四五期间北斗军品最大的一块业务综合终 端将有望大规模列装,而公司在相关领域优势明显,有望在百亿市场份额中取得最大的部分。8.2 北斗民品将成为公司业绩新的增长点北斗业务在民用方向的布局主要是依托海格产业链优势。一是依托高精度导航芯片,打造面向各种应用 场景的高精度定位模块和终端产品,如无人驾驶方面的应用。目前公司已经有部分终端产品在开展联调 联试(如:南沙无人码头),在深入到行业应用后,再复制推广。同时公司也将研发核心的高精度定位模 块,替代市场上原有的进口板卡,提高国产率,拓展新的市场。二是开辟北斗时空数据在智慧城市中国 的应用,涵盖物流、交通、学校、养老、医疗等。如在广州市南沙推广的示范项目,在政府支持下,就 覆盖了前面的各大领域,并已掌握了大批量的终端数据,积累了北斗时空数据的应用经验,后续针对这 些数据可带来一系列的新业态。三是北斗三号即将带来的民用短报文服务和定位导航服务,可在国家应 急、智慧海洋、航空航海、武警公安、海警海事等行业应用。海格通信的优势在于可以依托在大湾区的 地理优势和产业土壤,并且临近辽阔的南海,挖掘北斗三号全球化规模应用的推广,包括运营服务和终 端制造两大方面。(报告来源:东兴证券)(如需报告请登录未来智库)

丘得之矣

2020年中国卫星导航与位置服务产业分析及发展趋势预测(附图表)

中商情报网讯:近年来,卫星导航产业持续扩大,产值稳步增长,保持了良好的发展态势。卫星产业对军事、经济、社会各方面有巨大的影响力和渗透力。卫星所提供的空间信息、时间基准信息是经济建设和社会发展必不可少的,基本覆盖到社会的各个方面,不仅有利于电信、广播、交通运输和农业等传统产业的结构升级,更能够加速新兴产业的发展,卫星产业已成为拉动经济增长的引擎之一。从产业链来看,卫星产业自上而下的卫星制造、卫星发射、地面设备以及卫星应用和服务四个环节。卫星产业链基于卫星系统和卫星技术,将各类信息产品与服务分发至各级用户,从而构成价值传递的产业链。数据来源:中商产业研究院整理我国卫星导航与位置服务产业规模持续扩大,应用不断深入。此前,据中国卫星导航定位协会会长于贤成表示,到2020年我国北斗导航系统将全面建成,并提供全球服务。我国北斗导航的应用将迎来新时代,同时也将促进我国卫星导航产业迎来黄金发展时期。数据显示,2018年,我国卫星导航与位置服务产业总体产值超过3000亿元。随着我国卫星导航与位置服务产业进一步发展,产值持续增长。2019年,我国卫星导航产业产值规模超3600亿元,预计到2020年产值将超4360亿元。数据来源:中商产业研究院整理行业发展趋势预测(1)北斗军民深度融合发展为大势所趋北斗卫星导航系统是军民两用系统,应该成为军民融合的典型范例和试验田。当前我国北斗系统刚刚进入全球组网阶段,军民融合应用推广虽取得了很大成绩,但相较于美国GPS系统40多年的建设和应用发展经验。北斗产业尚处于初期发展阶段,市场占有率和国际竞争力仍差距明显。通过军民融合发展,有效打破部门和行业壁垒,统筹相关资源,推动产业实现健康可持续发展。(2)乘智能化快车,产业迈向深度融合当前北斗正在和智能信息技术广泛结合,以“北斗+智能化”的方式,在智能交通、智慧管网、智能驾驶等诸多领域得到越来越广泛的应用,并逐渐形成了一些备受关注的新兴市场,“搭车”这些相关领域政策的扶植和政府大力推动,产业间的深度融合与相互促进发展趋势十分明显。(3)开放服务资源,提升产业创新发展能力近年来,随着各地产业园区建设,旨在促进协同创新、资源整合的公共服务平台发展迅速,各种类型的应用服务平台企业也风起云涌,在一定程度上有效整合了行业各方资源力量,对地方建设统筹、推动产业创新发展也起到了积极作用。未来,卫星导航领域公共资源将更加开放,这对于促进行业技术进步,推动应用服务发展,以及提升产业创新发展综合能力水平都将起到巨大的作用。更多资料请参考中商产业研究院发布的《2020-2025年中国卫星导航市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。

執競

2021年全球卫星导航行业市场现状和竞争格局分析 市场快速增长、呈现“1+3”格局

一个独立自主的全球卫星导航系统在提供时间与空间基准、智能化手段以及所有与位置相关的实时动态信息等方面发挥了关键性作用,对于一个国家的国防、军事、经济发展以及公共安全与服务具有深远的意义,是现代化大国地位、国家综合国力及国际竞争优势的重要标志。目前,中国已形成完整的高精度卫星导航应用产业链,全球卫星导航市场市场快速增长、呈现“1+3”格局。全球已发射卫星中,导航卫星占比5.38%据UCS和北斗网统计,截至2020年8月30日,全球在轨卫星总计2787颗,其中共有150颗为导航卫星,占比5.38%。全球性卫星导航系统呈现“1+3”格局目前,全球主要有6大卫星导航系统,包括四个全球性卫星导航系统:中国的北斗卫星导航系统(BDS)、欧盟的伽利略(Galileo)、美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS);以及两个区域性卫星导航系统:日本的准天顶卫星系统(QZSS)、印度区域导航卫星系统(IRNSS)。其中,美国、俄国已经提供了全球服务;中国、欧盟在提供区域服务的基础上,基本星座已经布署完成,逐步开展全球服务,2020年全面开展全球服务;日本和印度只提供本国及周边区域的服务。从国别来看:美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗导航、欧盟Galileo在轨卫星数量占比分别为21%、18%、36%、17%。从轨道来看:中轨(MEO)占比78%、高轨(GEO)占比20%,其中仅有中国、印度、日本采用高轨卫星,美国、俄罗斯、欧盟全部采用中轨卫星。以中高轨道部署导航星座,成本较为低廉,20-30颗卫星即可实现全球信号覆盖。全球卫星导航市场规模迅速增长随着全球卫星导航技术的快速发展,其提供的导航、定位、授时、以及通信(北斗导航)等功能得到广泛的应用,全球卫星导航产业市场规模也呈现迅猛增长的局面。目前全球卫星导航系统应用的领域在不断的扩大,特别是未来随着物联网的快速发展,将带动更多新产品和新应用的出现,驱动全球卫星导航市场需求快速增长,包括对导航芯片、导航地图、定位导航、位置服务等多方面的需求将保持较快增长。欧洲全球导航卫星系统局(简称GSA)发布了2019年全球卫星导航市场报告,报告中提到在全球经济形势低迷,贸易战阴霾笼罩的背景下,GNSS是少数逆势上涨的产业市场之一,并预测在未来的十年内仍会保持稳定增长。预计到2029年全球卫星导航市场总产值约为3244亿欧元,将会比2019年的1507亿欧元翻一番。全球导航系统竞争加剧从区域终端数来看,2019年亚太地区GNSS终端数量为34亿台,占全球市场的53.1%,预计到2029年,亚太地区的GNSS终端产数将达51亿台,约占全球市场的53.68%,这清楚的表明了未来十年全球GNSS市场将以亚太地区为核心。2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。北斗系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS、GALILEO之后的第四个成熟的卫星导航系统。随着系统功能不断完善,北斗系统将会进一步打开亚太地区,同别的导航系统争夺市场份额,预计全球卫星导航系统的竞争会进一步加剧。更多数据请参考前瞻产业研究院《中国卫星应用行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。〖 前瞻产业研究院 〗本文不构成投资建议,股市有风险,投资需谨慎。

格斗术

2021年全球卫星导航行业市场现状和竞争格局分析市场快速增长、呈现“1+3”格局

一个独立自主的全球卫星导航系统在提供时间与空间基准、智能化手段以及所有与位置相关的实时动态信息等方面发挥了关键性作用,对于一个国家的国防、军事、经济发展以及公共安全与服务具有深远的意义,是现代化大国地位、国家综合国力及国际竞争优势的重要标志。目前,中国已形成完整的高精度卫星导航应用产业链,全球卫星导航市场市场快速增长、呈现“1+3”格局。全球已发射卫星中,导航卫星占比5.38%据UCS和北斗网统计,截至2020年8月30日,全球在轨卫星总计2787颗,其中共有150颗为导航卫星,占比5.38%。全球性卫星导航系统呈现“1+3”格局目前,全球主要有6大卫星导航系统,包括四个全球性卫星导航系统:中国的北斗卫星导航系统(BDS)、欧盟的伽利略(Galileo)、美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS);以及两个区域性卫星导航系统:日本的准天顶卫星系统(QZSS)、印度区域导航卫星系统(IRNSS)。其中,美国、俄国已经提供了全球服务;中国、欧盟在提供区域服务的基础上,基本星座已经布署完成,逐步开展全球服务,2020年全面开展全球服务;日本和印度只提供本国及周边区域的服务。从国别来看:美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗导航、欧盟Galileo在轨卫星数量占比分别为21%、18%、36%、17%。从轨道来看:中轨(MEO)占比78%、高轨(GEO)占比20%,其中仅有中国、印度、日本采用高轨卫星,美国、俄罗斯、欧盟全部采用中轨卫星。以中高轨道部署导航星座,成本较为低廉,20-30颗卫星即可实现全球信号覆盖。全球卫星导航市场规模迅速增长随着全球卫星导航技术的快速发展,其提供的导航、定位、授时、以及通信(北斗导航)等功能得到广泛的应用,全球卫星导航产业市场规模也呈现迅猛增长的局面。目前全球卫星导航系统应用的领域在不断的扩大,特别是未来随着物联网的快速发展,将带动更多新产品和新应用的出现,驱动全球卫星导航市场需求快速增长,包括对导航芯片、导航地图、定位导航、位置服务等多方面的需求将保持较快增长。欧洲全球导航卫星系统局(简称GSA)发布了2019年全球卫星导航市场报告,报告中提到在全球经济形势低迷,贸易战阴霾笼罩的背景下,GNSS是少数逆势上涨的产业市场之一,并预测在未来的十年内仍会保持稳定增长。预计到2029年全球卫星导航市场总产值约为3244亿欧元,将会比2019年的1507亿欧元翻一番。全球导航系统竞争加剧从区域终端数来看,2019年亚太地区GNSS终端数量为34亿台,占全球市场的53.1%,预计到2029年,亚太地区的GNSS终端产数将达51亿台,约占全球市场的53.68%,这清楚的表明了未来十年全球GNSS市场将以亚太地区为核心。2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。北斗系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS、GALILEO之后的第四个成熟的卫星导航系统。随着系统功能不断完善,北斗系统将会进一步打开亚太地区,同别的导航系统争夺市场份额,预计全球卫星导航系统的竞争会进一步加剧。(文章来源:前瞻产业研究院)

泰姬陵

2020年中国卫星导航与位置服务产业分析及发展趋势预测

中商情报网讯:近年来,卫星导航产业持续扩大,产值稳步增长,保持了良好的发展态势。卫星产业对军事、经济、社会各方面有巨大的影响力和渗透力。卫星所提供的空间信息、时间基准信息是经济建设和社会发展必不可少的,基本覆盖到社会的各个方面,不仅有利于电信、广播、交通运输和农业等传统产业的结构升级,更能够加速新兴产业的发展,卫星产业已成为拉动经济增长的引擎之一。从产业链来看,卫星产业自上而下的卫星制造、卫星发射、地面设备以及卫星应用和服务四个环节。卫星产业链基于卫星系统和卫星技术,将各类信息产品与服务分发至各级用户,从而构成价值传递的产业链。数据来源:中商产业研究院整理我国卫星导航与位置服务产业规模持续扩大,应用不断深入。此前,据中国卫星导航定位协会会长于贤成表示,到2020年我国北斗导航系统将全面建成,并提供全球服务。我国北斗导航的应用将迎来新时代,同时也将促进我国卫星导航产业迎来黄金发展时期。数据显示,2018年,我国卫星导航与位置服务产业总体产值超过3000亿元。随着我国卫星导航与位置服务产业进一步发展,产值持续增长。2019年,我国卫星导航产业产值规模超3600亿元,预计到2020年产值将超4360亿元。行业发展趋势预测(1)北斗军民深度融合发展为大势所趋北斗卫星导航系统是军民两用系统,应该成为军民融合的典型范例和试验田。当前我国北斗系统刚刚进入全球组网阶段,军民融合应用推广虽取得了很大成绩,但相较于美国GPS系统40多年的建设和应用发展经验。北斗产业尚处于初期发展阶段,市场占有率和国际竞争力仍差距明显。通过军民融合发展,有效打破部门和行业壁垒,统筹相关资源,推动产业实现健康可持续发展。(2)乘智能化快车,产业迈向深度融合当前北斗正在和智能信息技术广泛结合,以“北斗+智能化”的方式,在智能交通、智慧管网、智能驾驶等诸多领域得到越来越广泛的应用,并逐渐形成了一些备受关注的新兴市场,“搭车”这些相关领域政策的扶植和政府大力推动,产业间的深度融合与相互促进发展趋势十分明显。(3)开放服务资源,提升产业创新发展能力近年来,随着各地产业园区建设,旨在促进协同创新、资源整合的公共服务平台发展迅速,各种类型的应用服务平台企业也风起云涌,在一定程度上有效整合了行业各方资源力量,对地方建设统筹、推动产业创新发展也起到了积极作用。未来,卫星导航领域公共资源将更加开放,这对于促进行业技术进步,推动应用服务发展,以及提升产业创新发展综合能力水平都将起到巨大的作用。更多资料请参考中商产业研究院发布的《2020-2025年中国卫星导航市场前景及投资机会研究报告》,同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。

义存

北斗产业深度剖析

上期我们科普了北斗系统的前世今生,得到了很多小伙伴的认可。本期,我们深入北斗产业,剖析行业壁垒、挖掘产业机会。1、回顾上期内容与目前使用最广泛的GPS相比,北斗具备三大技术优势:小编说:北斗是唯一兼具通信导航功能的导航系统,在远洋渔船监管、重大险情灾害等场景中具有绝对优势。在国防和行业应用领域,北斗二代(注:北斗一代为试验产品)产品正加速融合到导航市场,北斗将引领GNSS市场全面进入高精度服务时代。标注下GNSS意义随着北斗三号开始组网,18年底完成一带一路及周边地区覆盖,正处于行业培育期向爆发增长转换的关键时期,此时正是入局行业市场的最佳时机。2018年将是北斗产业崛起的关键切入时间点!2、北斗产业链剖析基础类产品指卫星导航接收设备的核心部件,可以分成芯片、板卡等和电子地图两大类,其中导航芯片和板卡占据导航设备价值链中50%以上的价值。终端集成指完整的卫星导航接收设备产品,可分为专业和大众两大领域,专业领域包括高精度测量、GIS 数据采集、车辆调度终端等,大众消费领域主要有PND(便携式导航终端)、车载导航设备等。系统集成是指将不同功能的软、硬件产品集成在一起,设计和开发专门定制的业务应用软件,从而为用户提供一个全面的系统解决方案。运营服务为大众和专业用户提供入网注册服务、导航定位服务及基于位置的综合信息服务。小编说:由于投资规模和安全性原因,卫星空间端和地面端由国家负责投资建设,一般企业难以企及。企业大多聚焦在用户应用端,即消费级的设备和服务。包括基础数据及器件的开发应用、系统集成和运营服务。01 产业链构成终端特点北斗终端按照应用北斗卫星业务的不同服务模式,分为北斗RDSS 终端和北斗RNSS终端两种类型,可以提供导航、定位、定时等功能,其中RDSS 可以提供位置报告和短报文通信功能,按其用途主要分为导航、测量、定时和短报文通信型终端。终端价格受制于芯片等核心部件的自主生产成本较高,这劣势在价格敏感度高的大众消费市场上较为明显。(目前可以通过国家补贴降低成本)受制于自主生产的芯片性能,北斗一代和二代早期终端较为落后。目前北斗二代终端有积极进展:1)北斗终端功耗越来越低,且元器件集成度也在提高;2)具备多种充电方式的北斗终端纷纷面世,除交流电和车载充电之外,还可通过太阳能和手摇等方式应急充电。集成特点在系统集成环节,受各类位置服务平台和监控平台等基础设施建设速度减缓的影响,2013~14年,产值增速放缓,产值占比降低;2015~17年,随着全国北斗地基增强系统建设的加速,以及各类互联网运营商位置服务平台建设,产值增速平稳,占比缓升;到2018年,卫星导航的大部分产值已集中在终端集成与系统集成等中游环节。2016年中国卫星导航与位置服务总体产值达到2118亿元,同比增长22.06%。其中,上游、中游、下游的产值占比分别为15%、56%、31%。产业链上游和中游的总体产值虽较2015年有所提升,但规模化应用造成芯片和终端产品价格仍保持在较低水平,相关产值增速持续放缓,而以运营服务为主的产业链下游产值则保持快速增长态势。资本趋势通过以下图可以看出,优势资本正通过并购重组,提升行业集中度。从标的业务分布来看,北斗相关公司并购方向主要为两种,一是获取导航产业核心技术,向上游并购具有自主高精度芯片、天线与板卡研制能力的核心硬件供应商;二是拓宽应用领域,向下游并购专注精细农业、测量测绘、公安系统、机场调度等与导航业务相契合的细分领域佼佼者。由此可见,北斗相关公司已进入“核心技术+多应用领域”并重的全产业链布局阶段。小编说:北斗产业链的基础类产品、终端产品、运营服务这这几个环节来看,我国企业规模偏小,整体实力较弱,特别是在导航芯片、板卡、导航天线、算法软件以及终端上都处于刚刚起步不久。与2015年北斗产业发展小、散、乱相比,现在产业发展已经有非常大的改善,但仍需进一步整合。在国家政策支持下,以上产业链均步入快速成长通道,是北斗导航产业链中最具备投资价值的部分。02 产业剖析终端市场竞争力待提升现阶段终端受制于芯片性能,随着技术发展,北斗终端功耗越来越低,且元器件集成度也在提高,但终端产品技术壁垒不高,具有技术优势和规模效应的国际化大企业较易进入该领域,国内企业难与其竞争,所以终端产品整体国产化率还较低。合理利用国家政策补助条件,降低运营成本,增加研发投入,提升核心技术竞争力。终端市场格局在高性能专业终端和大众消费终端这两个领域,目前的格局:高性能专业终端:国内用于通信、国防、测绘、航海等领域的高性能终端主要从Trimble、Magellan、Javad 和Novatel等厂商进口,随着产业的发展和技术进步,国产高性能终端所占市场份额正逐步提升。(目前高精度GNSS产品制造商主要有中海达、司南导航、南方测绘、华测导航等。)大众消费终端:国内大众消费类的终端制造商主要为终端集成商,通过采购芯片等核心部件进行组装集成,行业参与者较多,竞争较为激烈,利润空间不断压缩,毛利率不高。行业壁垒分析市场准入壁垒从事北斗系统的应用开发与运营服务,必须取得“北斗系统运营服务许可证”,国防领域壁垒更高。技术壁垒由于芯片核心技术被北美企业所垄断,国内企业如果不与国际企业合作,很难在短期内具有国际竞争能力。在基于位置的信息系统应用业务方面,一般的卫星导航定位企业不具备相应专业知识和技术,很难诠释用户需求、开发出合适的专业应用系统。在基于位置的运营服务业务方面,需要卫星通信、移动通信和互联网等技术的有机融合。北斗独特的双向信息传输功能提高了其终端设备的技术门槛,加大了研发难度,还会带来终端的外形异常、电池尺寸过大、生产成本过高等一系列问题,制约了北斗民用市场的建设。小编来破壁:专业应用涉及到国防和经济安全,必须我国自主导航系统,壁垒高,不易切入,可以采用与拥有资质的企业合作的方式。加强基础能力研发,北斗产业成熟后将在专业应用中具有巨大发展空间,但终端行业竞争力亟待提升,终端与系统集成为北斗产业最佳切入点。消费电子领域的北斗终端是政策扶持的主要发展目标,表明北斗产业政策的着力点正全面转向大众消费级市场。以政策扶持为引导,破壁较容易。北斗三号的建设与“一带一路”建设推进高度重叠,可以从芯片、终端、板卡、电子地图、运营等产业链提前重点布局。运营服务是提供大数据、优化管理等增值服务的基础环节,未来有望随着北斗融入智慧城市等新应用领域而实现快速增长。北斗信息平台正在日渐完善,基于大数据的服务模式有望成就新商业模式。北斗产业链急需具有整合能力的企业,通过打造垂直行业解决方案,在某些特定行业率先破冰。3、产业趋势及切入方式01 产业趋势通过对我国北斗导航产业现状及行业市场的分析,结合引导市场发展的相关政策,我们判断北斗导航未来的行业趋势如下:多定位系统兼容产品成为主流未来北斗与其他卫星导航系统产品的兼容性将增强,多模联合定位已经成为国际趋势,互操作能够带来导航、定位和授时性能的显著提高。“3S+C”将引发新的投资热潮互联互通、信息共享、智能处理、协同工作等将成为重要的发展方向。综合卫星导航系统(GNSS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和通信技术,实现“3S+C”技术融合发展,共同提供更加丰富的服务业务能力,是重要的发展方向。导航与位置服务走向纵深发展以北斗导航系统、移动通信、互联网和卫星通信系统为基础的羲和系统,融合了广域实时精密定位和室内定位等技术,可以实现室内外协同实时精密定位。未来羲和系统在大众位置服务、交通出行服务、物联网、智慧城市、精准农业、应急救援等领域的应用将持续推进。民用市场将推动产业新一轮增长随着航天卫星科学技术的发展进步,卫星应用与物联网、大数据、云计算相融合,拓展出更加广阔的市场空间。在军民融合上升为国家战略的大背景下,民用市场将呈现爆发式增长的局面。02 切入方式以资本合作的方式介入基础器件/数据和系统运营服务领域芯片、板卡、地图等基础器件/数据领域对研发能力有较高要求,专业化程度高,需要有规模优势才能降低成本,目前不适合直接介入,可通过资本合作的方式间接参与,为终端和集成方案业务提供产业链资源支撑。可进入消费级终端领域,同时拓展专业行业应用目前可在个人终端、车载终端等产品领域作为切入点,由于终端的发展受上游基础产品技术突破和下游服务市场开拓的影响较大,可与上下游厂商开展业务合作,以多模联合定位功能提升产品定位导航体验。提供系统集成与解决方案服务的方式切入行业用户由于专业应用涉及到国防和经济安全,因此自主导航系统会有巨大的发展空间,可向行业用户提供系统集成与解决方案服务。而专业应用领域需要对行业有深入的理解,可通过参与国家政策支持的示范性项目逐步积累。

深度分析!一文详细了解2021年中国卫星产业发展现状、竞争格局及发展趋势

卫星应用行业基本概况:定义、分类卫星应用是指将卫星技术的成果及其开发的太空资源在经济建设、国家安全、科技发展、社会进步等诸多方面的应用,卫星应用是整个卫星产业链中的一部分。按所服务的对象分,卫星应用可分为军用、民用两大类;按技术领域和服务方式分卫星应用目前主要包括卫星通信、卫星导航和卫星遥感等。1、卫星应用产业简介:上游卫星网络布局带动下游应用产业发展卫星应用产业是国家战略性高技术产业。应用卫星研制生产已形成系列化,正在从试验应用型向业务服务型转变,卫星应用已成为经济建设、社会发展和政府决策的重要支撑。经过多年的发展,我国已形成了非常完善的卫星产业链。在卫星应用上游领域,我国的卫星制造和卫星发射由少数企业所垄断。卫星制造包括中国空间技术研究院、上海航天技术研究院、中国卫星;卫星发射包括中国运载火箭技术研究院、航天电子、航天动力。卫星地面设备公司较多,包括:中国航天科技集团、中国卫星、北斗星通、华力创通、南方测绘等。在卫星应用下游领域,近年来,国家相关部分大力支持加速以卫星通信广播、卫星导航、卫星遥感应用为核心的卫星应用产业发展,建立完整的卫星运营服务、地面设备与用户终端制造、系统集成及信息综合服务产业链,促使卫星应用产业为经济社会发展更好服务。2、全球卫星产业发展现状分析:卫星通信应用落地早,规模大——行业规模:整体规模增速下滑21世纪以来,全球范围卫星及应用产业发展迅速,呈现持续快速增长态势。据美国卫星产业协会(SIA)统计数据显示,2019 年全球航天产业规模为3660 亿美元,较上年增长1.7%。其中卫星产业总收入2710 亿美元,卫星产业总收入占全球航天产业规模的74%,其地位的重要性不言而喻。2013-2018年,全球卫星产业收入保持逐年增长。2018年,全球卫星产业收入2774亿美元,同比增长3.3%。从增长速率上来看,2013-2015年,全球卫星产业收入增速快速下降,到2015-2018年,收入增速趋于稳定,保持在3%左右。2019年,受卫星服务业及卫星制造业收入下降影响,全球卫星产业收入同比小幅下滑,收入为2710亿美元。2)全球卫星产业收入结构:地面设备及卫星服务业领跑细分市场目前,全球卫星产业收入主要仍来自卫星服务以及地面设备制造业。其中地面设备,收入为1303亿美元,占比为48.13%;其次是卫星服务收入为1230亿美元,占比为45.44%;卫星制造的收入达到125亿美元,占比为4.62%,仍位列第三;而卫星发射服务仍居末位,年收入仅49亿美元,占比为1.81%。3)全球卫星服务行业收入构成:卫星通信应用最为广泛2012-2017年,全球卫星服务业收入逐年增长,增速呈下降态势。2018-2019年,卫星服务业收入出现连续下滑,2019年收入规模更是被地面设备制造业反超,总收入为1230亿美元,较2018年下降2.8%。从全球卫星服务业务收入构成来看,主要来自卫星电视直播和卫星固定通信,两者收入合计占卫星服务业收入的比重接近90%。其中,卫星电视直播收入为920 亿美元,比上年减少2%;卫星广播收入为62亿美元,较上年增长7%;卫星固定通信业务收入为177亿美元,较上年减少1%;卫星移动通信收入为20亿美元,比上年减少51%。在技术创新的推动下,卫星宽带收入和卫星遥感收入均呈现出两位数增长:卫星宽带收入增长了19%,达到28 亿美元,卫星遥感收入增长了11%,达到23亿美元。3、中国卫星导航行业市场分析:北斗系统全面建成,产业落地加速——行业发展:北斗建成,导航系统覆盖全球卫星导航系统是关系一国军事安全的“国之重器”,而当时的西方国家在几乎所有高科技领域都对中国实施严酷的技术封锁。比如,在大推力电动振动试验设备领域,20世纪80年代以前国外对中国禁运1吨以上推力的振动平台,90年代后改为禁运5吨以上推力的振动平台,后又改为禁运9吨以上的设备。可想而知,中国的北斗导航系统发展经历了怎样的艰难困苦。目前,除了我国北斗卫星导航系统外,全球以建成的全球范围导航系统还有美国GPS系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)以及欧洲伽利略系统(Galileo)。四大系统发展路径各不相同,特点各有千秋。我国北斗卫星导航系统的建设按照“先有源、后无源”、“先区域、后全球”的发展思路,20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了三步走发展战略:2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,建成北斗全球系统,向全球提供服务。2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。2)市场规模:卫星导航总产值仍高速增长随着我国卫星导航系统应用领域的不断拓展,卫星导航产业已形成较为完备的产业体系,导航产品服务性能不断提升,应用范围不断扩大,市场规模快速增长。近年来,除测量测绘、数据采集等传统应用领域,高精度卫星导航定位技术在物联网、安全监测、自动驾驶、一带一路等领域得到应用和拓展。随着新兴产业的不断发展,高精度卫星导航定位技术作为物联网的关键技术之一,会与大数据、人工智能等进一步融合深化。2011年以来,我国卫星导航与位置服务产业总产值增长迅速,根据中国卫星导航定位协会发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》数据显示,2019年中国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元,较2018年增长14.4%。3)产业构成:核心产业以及关联衍生产业同步提升具体来看,我国卫星导航与位置服务产业主要由与其直接相关的核心产业以及关联衍生产业组成。2019年,与卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值为1166亿元,在总产值中占比为33.8%。虽然受到多重客观因素影响,核心产值增速明显放缓,但随着“北斗+”和“+北斗”应用的深入推进,由卫星导航衍生带动形成的关联产值继续保持较高速度增长,达到2284亿元,有力支撑了行业总体经济效益的进一步提升。4)终端设备:5G商用带来新的增长刺激点终端设备方面,2019年,北斗三号全球系统核心星座部署完成。据白皮书数据显示,截至2019年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破1亿片,国内卫星导航定位终端产品总销量突破4.6亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到3.72亿台,其中4G手机3.59亿部,5G手机1376.9万部。4、中国卫星通信行业市场分析:“天网地网”建设启动——行业规模:卫星通信市场规模持续提升卫星通信行业在国防科技、社会管理、大众生活中发挥着重要的作用,为发达国家维护国家安全、提升企业运营效率、改善民生生活、抢占经济科技竞争制高点的战略选择。国家已出台多项政策措施鼓励推动卫星在各行业的规模化应用、商业化服务及国际化拓展,行业面临重大的发展机遇。调研数据显示,2019年,我国卫星通信市场规模约为682亿元,预计2020年,全国卫星通信行业市场规模将达到723亿元。2)企业竞争格局:中国卫通龙头地位稳固国内卫星通信服务属于高度管制行业,需要获得工信部运营牌照才能展开相关经营活动。目前国内拥有第一类卫星通信业务牌照的仅有中国卫通、中国电信和中国交通通信信息中心;国内拥有第二类卫星转发器出租、出售业务牌照的仅有中国卫通、中国电信和中信数字媒体网络有限公司。其中中国卫通作为航天科技子公司,是国内唯一拥有通信卫星资源且自主可控的卫星通信运营企业,行业龙头地位稳固。3)未来规划电子:天地一体化信息网络启动建设2019年,中国电科天地一体化信息网络重大项目试验试用系统第一阶段研发完成,由中国电科54所牵头研制的“天象”试验1星、2星发射成功,是我国首个实现传输组网、星间测量、导航增强、对地遥感等功能的综合性低轨卫星。2021年,我国将发射天地一体主干网双星,启动“天网地网”阶段建设。预计2025年,我国天基网络初步形成能力,并与地面网络互联互通。天地一体化信息网络由天基骨干网、天基接入网、地基节点网组成,并与地面互联网和移动通信网互联互通,建成“全球覆盖、随遇接入、按需服务、安全可信”的天地一体化信息网络体系。建成后,将使中国具备全球时空连续通信、高可靠安全通信、区域大容量通信、高机动全程信息传输等能力。5、中国卫星遥感行业市场分析:全面启动商业化——应用现状:遥感应用领域持续扩展我国的卫星遥感应用从上世纪70年代突破空间技术开始,经过四十多年的发展,已向传统产业渗透,孕育出一系列具有广阔市场前景的新兴产业,已经成为我国战略性高技术产业的重要组成部分。卫星遥感应用不但在我国传统产业改造和经济结构调整中发挥重要作用,而且在各级政府深入贯彻落实科学发展观,构建和谐社会,关注民生,提高公共管理和公共服务水平等方面发挥越来越重要的作用。随着我国卫星遥感应用领域不断拓展,卫星遥感已经在农业、林业、国土、水利、城乡建设、环境、测绘、交通、气象、海洋、地球科学研究等方面得到广泛应用。遥感技术在我国国土资源大调查、西气东输、南水北调、三峡工程、三河三湖治理、退耕还林、防沙治沙、交通规划与建设、海岸带监测及海岛测绘、300万平方公里海洋权益维护及区域经济调查管理等重大工程建设和重大任务中发挥了不可替代的作用。2)发展规划:卫星遥感商业化加速2021年,我国共计划发射卫星25次,遥感卫星占据一半以上,高达17次。目前,我国遥感卫星在轨工作数量为99颗,其中商业投资64颗,占比高达65%(2019年之前我国商业遥感卫星仅占48%)。2019年以来共发射39颗商业遥感卫星,远远超过财政部投资遥感卫星8颗的数量。以上数据及分析请参考于前瞻产业研究院《中国卫星应用行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研等解决方案。(文章来源:前瞻产业研究院)

无用

2020年卫星导航与位置服务产业市场规模及发展趋势分析 产业化效用凸显「组图」

全球卫星导航系统(GNSS)是指在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标、速度及时间信息的空基无线电导航定位系统。目前世界范围内共有四大全球卫星导航系统:GPS、GLONASS、GALILEO以及北斗卫星导航系统。其中,北斗卫星导航系统是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。随着2020年3月,我国北斗三号系统发射第二颗地球静止轨道卫星,我国北斗三代体系的搭建也接近尾声。我国卫星导航与位置服务产业总产值总体呈逐年增长态势,2019年总产值为3450亿元。卫星导航产业下游产值比重为41.6%,产业化效用愈发明显。据GSA预计,未来卫星导航市场主要以智慧自动驾驶系统和为消费者提供综合时空解决方案为主。根据我国《中国北斗卫星导航系统白皮书》,我国搭建北斗卫星导航系统分为三步。2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;计划在2020年前后,建成北斗全球系统,向全球提供服务。随着2020年3月,我国北斗三号系统发射第二颗地球静止轨道卫星,我国北斗三代体系的搭建也接近尾声。我国卫星导航与位置服务产业总产值总体呈逐年增长态势,2019年总产值为3450亿元2011-2019年期间我国卫星导航与位置服务产业总产值总体呈逐年增长态势,2019年我国卫星导航与位置服务产业总产值为3450亿元,同比增长14%。《我国卫星导航产业下游产值比重为41.6%,产业化效用愈发明显《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》数据显示,我国卫星导航产业上游比重为10.9%,中游产值比重为47.5%,下游产值比重为41.6%,表明卫星导航产业的产业化效用愈发明显,用户端和市场端应用程度不断提高。我国卫星导航衍生带动形成的关联产值占比逐年增长《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》数据显示,卫星导航衍生带动形成的关联产值由2016年的1310亿元增长至2019年的2284亿元,占比由61.9%提高至66.2%;卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值从2016年的808亿元增至2019年的1166亿元。未来卫星导航市场主要以智慧自动驾驶系统和为消费者提供综合时空解决方案为主据GSA预计数据,2019-2029年累计营收将达到25250亿欧元,其中,交通场景占比达到55%,主要营收来自于车内导航系统(IVS)和先进的驾驶辅助系统(ADAS),而为消费者提供解决方案的占比达到38.3%,其营收大多来自于智能手机和其他终端对LBS服务所产生的时空位置数据的收费。更多数据请参考前瞻产业研究院《中国卫星导航与位置服务产业市场前瞻与应用前景预测分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

吕才

RTK产品市场调研

4G高精度定位终端市场调研1 产品定义与目标市场4G高精度定位终端是指使用4G通信手段,围绕GNSS定位输出高精度位置数据的一种终端形态。本调研报告所指的高精度定位终端,特指地用户4G通信手段,融合RTK定位技术,使用GNSS中的RTK定位算法,持续输出高精度位置服务的一种特定终端。按照产品的使用方式不同,可以将产品分为测绘测量形态的终端(RTK基准站和流动站),特殊行业应用的终端(行业巡检终端)以及大众位置输出的高精度定位终端。在RTK应用领域,通过市场调研发现只有在传统的测绘测量行业以及涉及到安全的行业才使用RTK定位技术,在普通的个人应用领域,以及在大众消费领域、移动车载领域当期不涉及使用RTK定位技术。在传统的测绘测量领域,RTK应用已经日趋成熟,无线通信制式由最早的塔台通信(UHF)逐代演进为GSM通信、3G通信、4G通信,并通过在终端集成更多的通信制式,比如wifi、蓝牙等,和更多的系统软件功能,比如GIS软件,地理运算软件等,实现测绘测量领域手持终端(移动站)的便携性与智能性。伴随着技术的发展演进以及产品成本逐代的降低,RTK技术整越来越走出最早所覆盖的测绘测量领域,整在逐步走向更多涉及到民生安全的工程领域,比如石油燃气安全巡检、电力巡检等特殊领域。这这些特殊领域中,需要将高精度定位与着眼于安全的业务流程结合,让高精度位置服务成为解决某个问题的方法和手段。而在民用消费领域,以及伴随着GNSS最早的车载定位领域,受限于RTK技术的局限,特别是RTK定位技术对于天线、基准站的覆盖以及传输实时性等基础技术的要求,暂时没有使用到RTK定位技术。高精度在民用领域的普及,依然是任重道远的事情。2 市场发展历程2.1 系统架构自从1980年代第一个民用GNSS接收机诞生以来,作为高精度GNSS应用的代表,RTK技术近年来取得了突破性发展。与此同时,GNSS硬件设备也经历了三次大的变革,从分体式到一体式,以及新一代的手持式,直接推动了RTK技术的普及和发展。RTK技术的简单系统架构图可以归纳为下图。地面接收机接受卫星信号,并通过网络与流动站建立联系,通过地面接收站和流动站之间数据差分,用以消除卫星信号不确定性的影响。从而提高定位精度。一种更加复杂的RTK算法,是将地面接收站网络化,形成网络RTK系统,也就是我们通常意义上的CORS系统。网络RTK技术是在某一区域内建立多个(3个或以上)GNSS基准站,对该地区构成网状覆盖,并以这些基准站中的一个或多个为基准,计算和发播GNSS改正信息,对该地区内的GNSS用户进行实时改正的定位方式。实际应用中,网络RTK技术已经越来越多的在测量测绘领域应用。2.2 发展历史第一代RKT第一代RTK,也称背包式RTK,主要由GNSS天线、GNSS接收机、通信电台及手簿几个部分组成,代表型号有Trimble 5700、Leica GXl230等。背包式RTK基站一般架设在已知点上,主机在接收到GNSS信号后,通过连接的发射电台将观测信息播发至流动站。背包式RTK流动站的GNSS天线由对中杆支撑,通过射频电缆连接至GNSS主机,主机通过数据电缆与手簿和通信电台连接,主机在接收自身的观测信号的同时接收基站经过电台发来的观测量,解算后通过手簿显示出来。第一代RTK技术在上世纪90年代已经在测绘测量领域有所应用,由于年代较早,不支持无线网络通信,通常使用无线电台发送差分改正信号。考虑到无线电波传输特性,在地形起伏地区或者城市市内,无线电台所起到的无线通信作用有限,限制了RTK实的实际作业范围。第二代RTK第二代RTK,也称一体式RTK,主要由GNSS接收机和手簿两部分组成,代表型号有Trimble 5800、苍穹eFix R1、华测X20、中海达HD V30、南方灵锐$80等。第二代RTK接收机的一体化设计将GNSS天线、GNSS接收机、内置电台和电池进行了集成,形成一台集成式主机,主机和手簿之间通过蓝牙进行通信,免除了主机和手簿之间的有线连接,相比于第一代背包式RTK更有利流动站工作。第二代RTK可内置多模通讯单元,包括GPRS、CDMA、3G等移动通信模块,用户可根据实际野外作业的需求进行自由配置,模块化的设计也更有利于产品部件的定制、更换和维修。一般情况下,第二代RTK设备也兼容外置电台,可根据需要扩大使用无线电通讯的作业范围,保证更高质量的数据传输以及仪器设备的低功耗。由于兼容公共移动网络通讯,使得作业范围只需保证流动站和基准站大气误差强相关,摆脱了数据传输距离的限制,且具备较强的抗干扰能力,即使在城市复杂环境中仍然能提供良好的数据传输保障。第三代RTK第三代RTK,也称手持式RTK,它将GNSS接收机、GNSS内置天线、无线通讯(如4G、WiFi、蓝牙等)、手簿、摄像头、电池等模块集成为一个新的手持定位设备,对于特殊应用,也可外部连接GNSS天线和电台等模块,代表型号有Trimble GeoExplorer 6000,苍穹eFix R2等。手持式RTK的一般操作模式如图3所示。第三代手持式RTK的设计中GPRS、3G、4G移动通讯成为了数据传输链路的主流。由于手持式RTK一般均内置WiFi/4G模块,可实现上网、通讯、数据上传/下载等功能,使测量工作更加的方便有效,同时内置蓝牙/GPRS模块可实现与手机近/远程通讯,利用手机存储、查看测量成果并监控测量工作的进行。内置的摄像头可以支持实地作业环境的影像数据采集,并可通过4G等无线网络通讯实时传输影像信息,实现内外业测量工作的一体化,可广泛应用于国土、林业、农业、交通、卫生、通讯、环保、水利等的资源调查、普查及管理、资源监测、灾害预防、勘界、线路巡检,车辆及人员的监控、调度和指挥等,极大地拓展了RTK的使用领域。3 产品分析3.1 测绘测量领域的RTK终端通过分析RTK技术的发展历史,可以得出结论:RTK技术从最早使用塔台传输差分向量到结合新技术,使用新的通信手段来传输差分向量,其本质与核心是建立一套完善的、稳定的、可以持续运营的CORS系统以及建立一套完善的、高精度的、便携性的、可开发应用的手持设备。当前国内外提供测绘测量应用的企业包括:美国天宝、诺瓦泰、华测、南方测绘、合众思壮、中海达等企业。其RTK产品提供从工程测量(地面沉降、形变监测、隧道贯通测量等)、航空摄影测量(航摄导航、机载GNSS导航、外业控制测量等)、地基增强系统、GIS产品等在内的全系列解决方案。这类方案几乎都涉及到RTK的基准站以及流动站。基准站产品分析上述企业的基准站产品,得出的共性结论如下:1)外业使用,为此需要考虑产品的稳定性、持续运行的可靠性以及产品在不同气象不同的温湿度条件下的工作性能,特别需要考虑产品的安全系统和供电系统;2)基准站作为CORS系统的组成部分,需要能够接入数据中心,为此需要配备持续可用的通信系统;3)基准站作为地面参考系统,需能够接受全系统GNSS卫星信号,能对不同的卫星系统做数据解算与处理;4)基准站作为流动站的数据来源,需要考虑与流动站的数据交互方法,为此配备不同制式的无线通信方式是有必要的,为此需要将wifi、蓝牙、UHF等不同制式的无线通信技术纳入基准站的考虑范围内;5)考虑基准站在弱信号下的数据处理与解算能力,为此需要配备一颗高效率的天线和GNSS芯片,以及一个具备一定计算能力的CPU;6)由于基准站通常架设在户外偏僻区域,为此需要考虑产品和系统维护的成本,一个可以远程升级的操作系统是必要的,为此其操作系统应该为智能操作系统,其内部存储应该足够大。是以,RTK基准站是一款体积较大的户外作业专业设备,提供全系统全通信制式,能与不同的流动站互动,并配备大天线,具备大数据计算能力。以下为中海达基准站产品实拍图以及相应参数l 系统配置操作系统:智能操作系统启动时间:1s数据存储:内置8GB存储器l GNSS配置系统内核:采用多星系统内核通道数:220BDS:B1、B2、B3GPS:L1C/A、L1C、L2C、L2E、L5GLONASS:L1C/A、L1P、L2C/A、L2P、L3GALILEO:GIOVE-A和GIOVE-B、E1、E5A、E5BSBAS:L1C/A、L5;QZSS、WAAS、MSAS、GAGAN输出格式:ASCII:NMEA-0183,二进制码定位输出频率:1Hz~50Hz差分支持:CMR、RTCM2.X、RTCM3.0、RTCM3.2静态格式支持:GNS、Rinex双格式静态数据l 精度和可靠RTK定位精度:平面:±(8+1×10-6D)mm(D为被测点间距离)高程:±(15+1×10-6D)mm(D为被测点间距离)静态定位精度:平面:±(2.5+1×10-6D)mm(D为被测点间距离)高程:±(5+1×10-6D)mm(D为被测点间距离)DGPS定位精度:平面精度:±0.25m+1ppm;高程精度:±0.50m+1ppmSBAS定位精度:0.5m初始化时间:<10秒初始化可靠性:>99.99%l 通讯配置双模蓝牙:双模,蓝牙4.0,向下兼容2.1NFC闪联:实现蓝牙闪触配对手簿通信:3G手簿差分(可选4G全网通)外挂电台(选配):HDL全能星电台,工作模式支持:外挂电台、网络中继、电台中继网络模式:支持ZHD协议、NTRIP协议,支持内置千寻知寸服务l 电源特性功耗:3.2W内置电池:高容量锂电池6300mAh/3.7V,可拆卸,单块电池工作时间7小时以上[2]外部供电:USB口:直流4.2-5.5VDC/2A小五芯接口:直流6-28VDC/2A支持充电宝供电l 物理特性尺寸:127.5mm×57mm主机重量:700g(含主机电池)材料:外壳采用镁合金材料l 环境特性防尘防水:IP68;可抗2米水下临时浸泡,完全防止粉尘进入测杆防摔:抗2米测杆自然跌落相对湿度:100%抗泠凝工作温度:-45℃~75℃存储温度:-55℃~85℃l 用户界面按键:单按键指示灯:3个LED指示灯:卫星灯、信号灯、电源灯流动站产品流动站产品是一款真正意义上的4G高精度手持设备,其设备小巧便捷,能与基准站互动,并配合测绘测量工程人员,完成特定的外业工作计划。流动站产品又称手薄。是配合基准站共同工作的手持终端。考虑外业作业的便捷性和准确性,手薄的规格通常有如下的要求:1)稳定可靠的无线通信系统,能对接公共网络,同时具备和基准站互动的通信技术;2)高精度定位系统,带RTK解算能力,具备RTK解算所需的条件,比如大天线,长待机,专业系统软件等;3)手持设备,小巧便捷;4)内置高性能的电池,无需额外的供电系统;5)内置专业的工程软件,可以现场快速解决测量问题或者工程问题;因此流动站通常要带一块屏幕;6)可升级的操作系统,通常为智能操作系统;7)具备不同条件下不同环境下的持续工作能力,为此需要考虑产品的三防,工作温度等细节;是以,流动站可以看做是一个手持的高精度定位终端,具备与基准站互动的能力和条件,可以持续输出高精度位置,操作便捷,有内置的专业软件来解决系统问题。该终端与传统的大众应用类终端不同,它更注重产品的功能和实用性,而忽略产品的外观、美观度等细节,为此流动站不属于价格敏感型设备。其产品的市场价格在几百到几千不等。流动站的另外一个特色,就是内置可二次开发的软件,通常流动站产品所使用的系统为Android操作系统或者是Windows CE 操作系统,能在原有系统上二次开发对应的软件应用。提供trimble的流动站实物样品如下,型号为GEO7X。规格描述如下:3.2 行业巡检领域的RTK终端对于电力、铁路运输、石油燃气等安全工程行业,涉及到行业巡检需求,也需要高精度定位终端。巡检领域从最早期人工巡检,到后来使用RTK设备自动巡检,得益于RTK技术的迅猛发展,使得巡检自动化效率大大提升。特别是在电力巡检领域,大量使用无人机巡检方案。人工巡检产品早期人工巡检是将特定的巡检线路按照既定的要求以人工作业方式在每一个固定站点防范安全隐患、消除安全威胁、确认安全得到保障。在巡检期间,RTK定位只是一种确认巡检轨迹的方法,其巡检所需终端还需提供对应于巡检流程的特定系统和软件。通常这类巡检终端,需要额外提供语音功能、拍照功能、实时数据传输给后台的通信功能、对特定问题添加描述的功能。总结起来,人工巡检方式的终端可以定义为:1)4G通信方式;2)具备拍摄照片的能力;3)具备语音通话的能力4)具备特定时间特定事件报警的能力;5)具备记录某个问题描述的能力;6)具备高精度定位的能力;7)具备运行特定系统软件的能力;8)具备在严苛环境下持续工作的能力,特别是在严苛的温度和湿度下工作的能力;一种较为典型的人工巡检产品为具备三防能力的Android 平板电脑。同时,可将流动站作为人工巡检终端的产品形态之一。在巡检终端这种应用形态上,需要同时考虑后台系统的搭建和持续运行,最终终端和后台形成一整套完整方案。无人机巡检方案无人机巡检方案的本质是用无人机替代人工巡检的方式。将摄像、拍照、沿着固定路线排查安全隐患、消除安全风险等业务都由后台自动化判断。无人机的应用方向图如下所示。线路巡检是无人机的核心应用方向之一。目前国内已经具备成熟的无人机研发的条件,并大量投入使用。2016年国内商业无人机市场出货量约为10万台,依据市场调研公司Counterpoint Research发布的报告(2018年1月)2018年无人机市场的出货将增长45%,其中商业市场应用增长速度较快,到2022年,商业无人机出货量将突破62万台。3.3 大众应用领域的高精度产品大众应用消费类产品领域目前尚未发现使用RTK定位方案的产品。大众应用消费类产品领域,定位已经越来越多的融入到产品应用的各个方面,当前普通消费类产品,比如定位手表、定位手机、定位卡、民用定位追踪器等,依然使用的是普通消费类GNSS的精度,也就是10米左右的精度。在这类型的产品里面,更注重产品的外观、美观度、易用性以及实用性。受限于RTK对功耗、天线以及周边环境的较高要求,RTK应用当期未能摄入到大众消费品上。在大众消费类产品领域,最为接近使用RTK产品的,是户外用三防手机。案例:华测LT40北斗移动终端LT40是华测导航自主研发生产的智能北斗手机,支持北斗、GPS、GLONASS全星座定位,精度高达亚米级。采用Android4.4系统,配备5.5寸超大抗摔耐磨屏幕,4300毫安持久电量,智能4G通信,双卡双待。此外,它还可扩展一维/二维条码扫描、红外通讯、NFC、PM2.5检测仪、温湿度传感器等多种传感器,全方位扩展,满足不同需求。4 结论4G高精度定位终端是一种集成GNSS数据处理、计算机、通信网络、电子制造、软件开发、数据应用算法等在内的多个复杂技术和系统的结合。在这个场景下,终端研制开发公司至少需要具备成熟的无线通信研发技术和卫星信号处理技术,并具备一定的软件开发能力。RTK高精度定位终端当前依然是测绘测量行业应用的主要形态。在非测量领域,使用RTK产品的形态并不多见。RTK的高精度定位终端,几乎都使用智能操作系统,通常为Android的操作系统或者Windows CE操作系统。这样的操作系统,能够独立的运行各行业应用所需的系统软件。RTK的高精度定位终端,通常带一个显示屏,用于人机交互,设备的文件记录以及指令下达等业务需求。小型化集成化是当前RTK产品的发展方向。将RTK定位技术、4G通信技术与短距离通信技术、成像技术、三维建模技术、传感器技术相结合,让更多的应用形态集成在同一个产品上。无人机应用是RTK的另外一种更新的产品形态。随着无人机产品涉及到的动能技术、飞行技术、材料技术的日趋成熟,RTK的无人机应用正在成为行业应用的新增亮点。RTK技术的民用化、小型化依然任重道远。在消费级市场上,RTK产品几乎没有涉及。RTK产品不是价格敏感型产品,市场定价空间较大,同时,行业领头羊地位显著,行业跟随者尚未有能力撬动行业领先者的市场地位。