2018年2月12日13時03分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射了第二十八、二十九顆北斗導航衛星。這次發射的一箭雙星是中國北斗項目第三步,也是最后一步完成組網的第五顆和第六顆星。至此,距中國北斗系統組網的35顆衛星目標,僅差6顆就即將完成。 中國北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS),簡稱北斗系統,是中國自行研制的全球衛星導航系統。是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)之后第三個成熟的衛星導航系統。到2020年,北斗衛星完整系統將建成。根據規劃,在2018年年底前,北斗三號將建成18顆衛星的基本系統,具備為“一帶一路”沿線國家和地區提供服務的能力。 印媒稱,北斗衛星完整系統建成后,將與美國的全球定位系統(GPS)相匹敵,因而中國北斗衛星導航系統成為另一個導航選項。目前,北斗二號系統已經向亞太區域用戶提供穩定服務超過5年,且在軌運行情況良好。那么,北斗產業今后將迎來什么樣的重大機遇? 經過20多年的建設和北斗一、二代的不斷驗證,北斗導航系統在技術、應用、產業化方面都得到了充分的發展和完善。隨著北斗三號加速建設,北斗作為中國的國之重器將加速構建中國乃至世界的時空信息體系核心,已經逐漸成熟的北斗應用產業將伴隨著更高性能和更先進的技術支持而迎來產業發展的黃金期。
北斗導航是萬物互聯的“傳感器” 繼美國GPS、俄羅斯GLONASS之后,北斗系統讓中國成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家,正是這些衛星導航系統,以廣泛、便捷、廉價的方式連接了時間和空間,為萬物互聯提供最基本的可能。北斗系統總設計師楊長風曾說:“北斗衛星導航所提供的位置和時間信息,將成為萬物互聯不可或缺的要素,既是至關重要的物品標簽,也是一切經濟活動的記錄,更是世界生生不息的見證。”
北斗導航技術與地基增強技術、物聯網等多種技術融合,提升時空信息的精確度。目前最先進的北斗系統定位精度大概在2米至5米范圍,距離滿足共享單車電子圍欄的高精度需求還有差距。北斗通過增設地面基站建設北斗地基增強系統,聯合衛星“天地定位”修正誤差。2017年6月,經過初始服務測算顯示,北斗地基增強系統可以提供米級、亞米級、分米級,甚至厘米、毫米級的服務。隨著性能的持續提升,北斗系統在物聯網方面的應用范圍也將得以進一步拓寬。 在環境監測方面,通過北斗衛星導航系統對具有相應環境指標的地點進行精確定位,從而通過物聯網技術實現對環境狀況實時全面的了解,且方便快捷,改變傳統人工監測時效性差的問題。 在智能交通方面,車輛安裝北斗系統接收芯片用于對車輛進行精確導航和定位,同時車內配置采集載重、測速信息的傳感器,將采集后的信息通過物聯網傳送給交通監測中心,監測中心通過技術處理,可獲得這些車輛的位置、是否超載、是否超速等信息,并可在必要時向駕駛員發送消息進行提醒和對行車狀態進行控制,還可以利用北斗系統和物聯網技術收集實時的路況信息,利用北斗系統的短信通信功能,隨時對路況進行播報。 在物流方面,可以在每個物品上都貼上唯一的電子標簽,并嵌入微型北斗導航芯片,當顧客想知道物品信息時,可以利用北斗導航系統發射定位信號給微型北斗導航芯片,然后將信息傳給RFID站,通過RFID站連接物聯網,顧客就可以在移動IP技術的幫助下,利用移動終端就可以隨時隨地獲取實時的物流信息。 在災害監測方面,可以對地震、海嘯等災害進行早期監測、預警。一旦發生地震、海嘯等地質災害,在地面通信系統癱瘓后或沒有通信信號的盲區時,北斗系統不但可以給檢測站提供導航定位信息,而且可以通過接受傳感器信息實時檢測該區域的災害情況,同時可以利用北斗系統的短報文功能,及時對災害情況進行報告,給救援提供便利。 中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗系統新聞發言人冉承其說,作為國家重器,北斗將像水、電,還有公路一樣,保障社會的運行發展。
北斗產業鏈:中游產值最大 下游保持快速增長態勢 北斗衛星導航產業鏈可分為五個關鍵環節:1,衛星制造;2,衛星發射;3,地面設備;4,衛星導航應用;5,下游市場。衛星導航產業鏈分為上游、中游、下游三個方面。上游包括基礎數據、基礎器件和基礎軟件,主要是天線、芯片、板卡、地圖、軟件等基礎類產品,是衛星導航接收設備的核心部件。中游包括終端集成和系統集成兩方面,包括手持終端、接收機、車載終端、船載終端等完整的衛星導航接收設備產品,以及集成軟硬件產品的業務應用軟件。下游則是運營服務,包括為用戶提供入網注冊、導航定位及基于位置的綜合信息服務等。 《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》顯示,2016年中國衛星導航與位置服務總體產值達到2118億元,同比增長22.06%。其中,上游、中游、下游的產值占比分別為15%、56%、31%。產業鏈上游和中游的總體產值雖較2015年有所提升,但規模化應用造成芯片和終端產品價格仍保持在較低水平,相關產值增速持續放緩,而以運營服務為主的產業鏈下游產值則保持快速增長態勢。 近年來,隨著北斗性能以及覆蓋范圍的同步提升,北斗產業化全面顯著提速。截至2017年4月,北斗導航型芯片模塊銷售已突破3000萬片,高精度板卡和天線的銷量分別占據國內市場30%和90%的份額,并輸出至70余個國家和地區。目前國內從業企業超過1.4萬家,從業人員超過45萬名,國內衛星導航產業產值年均增長率超過15%,預計2017年總產值將超過2500億元,其中北斗的貢獻率可達80%,芯片銷售超過5000萬片。 導航芯片的優劣很大程度上決定了衛星導航產品的性能,芯片技術更直接關系終端體積、重量、成本和性能,也能直接影響北斗下游產業發展。在2012年北斗二號完成亞太覆蓋的時候,北斗的應用在很大程度上被芯片所限制,“有機無芯”一度成為北斗產業的發展瓶頸。經過5年的發展,目前芯片工藝由0.35微米提升到28納米,總體性能達到甚至優于國際同類產品。截至2017年底,國產北斗芯片累計銷量突破5000萬片,接收機天線已占國內市場份額的90%。
擁有高精度的北斗板卡是關鍵 板卡是利用導航芯片、外圍電路和嵌入式控制軟件,制成帶輸入輸出接口的板級產品,用戶利用這個模塊結合應用需求能夠開發各種應用。北斗芯片及板卡的功能相當于電腦的CPU與主板,用于信號接收后的解調和解算。高精度OEM板卡是高精度GNSS終端設備的核心,其成本占到了GNSS終端總成本的60%以上。在整個衛星導航產業中,板卡、芯片技術屬于尖端中的尖端,有了自主知識產權的板卡和芯片,才能提高整個系統設備的性能。 經過10多年的發展,中國高精度GNSS產業已基本形成并初具規模,產業鏈上各環節企業的競爭格局初步形成。在國產產品替代的背景下,衛星導航板卡價格逐年降低,目前板卡按照功能可分為測量型板卡和導航型板卡。 測量型板卡:此類產品定位精度在厘米級,用于測后數據處理,需要應用復雜的定位算法,技術難度遠高于導航型板卡。此類產品受量價模式影響較小,國產產品價格低于國外產品,國內產品未來有望形成替代。目前能生產高精度測量型板卡的上市公司有華力創通、北斗星通、中海達、華測導航等企業。 導航型板卡:此類產品的定位精度為米級,主要用于實時數據處理。由于其對定位算法的要求相對較低,國內能夠生產此類產品的企業較多。但由于受量價比影響較大,相對于純GPS產品,價格上存在劣勢。相對而言,具備導航芯片生產能力的公司,在此類產品上更具有成本價格優勢。導航型板卡多為各整機廠商自主開發,國內廠商包括北斗星通、華力創通、合眾思壯、華測導航、航天電子等。 根據上海產業研究院發布的《高精度衛星導航定位產業市場研究報告》數據,2015年中國高精度衛星導航定位應用市場規模已達70.83億元,同比增長22.07%。據中國衛星導航辦公室數據,截至2017年4月,國產北斗高精度板卡總銷量突破20萬套,占國內市場總量的1/3以上。隨著北斗三號全球化建設的推進,高精度GNSS應用有望在智慧駕考、智慧農業、智慧城市、無人駕駛等新興產業的推動下實現高速應用,并憑借成本優勢特別是更高的性價比實現國產化替代。
軍工信息化快速推進,北斗導航必不可少 北斗產業鏈主要包括空間衛星、地面系統和終端設備等三大部分,應用領域包括軍用、行業應用和個人應用。隨著北斗導航系統在定位精度等技術指標的不斷提升,預計軍工北斗在未來2年至3年仍將是北斗導航的主要需求所在,有望保持高速增長。軍工需求是北斗的剛性需求,當前仍然以北斗定型終端形式采購,未來有望逐步轉化為模塊化采購,但具備核心軍用北斗技術的企業仍將持續受益。 北斗三號的建設帶來相關性能的飛躍,軍工北斗設備在兼容北斗二代的同時需要通過硬件升級才能運用北斗三號更好的性能,因此未來需求將面臨量和質的提升。
北斗車載平穩增長 北斗大眾市場持續拓展 除兼容北斗功能的智能手機和可穿戴式設備越來越受到大眾關注外,車載應用仍然是大眾應用市場最為穩定的增長點,各類北斗車載應用市場保持平穩增長態勢。2015年汽車導航后裝市場終端銷量約為1000萬臺,汽車導航前裝市場終端銷量約為371萬臺,合計1371萬臺,較2014年增加214萬臺。其中,國內車輛前裝市場終端銷售收入超過204億元,車輛后裝市場終端銷售收入超過220億元,個人導航儀終端銷售收入約為4億元。 在車聯網市場方面,用戶需求的迅猛增長及互聯網、移動互聯網的普及應用,預示著車聯網市場廣闊的發展前景。2015年車聯網市場規模約為130億元。工信部于2015年底正式出臺了《車聯網發展創新行動計劃(2015-2020年)》,從頂層設計上推動車聯網的發展,這將有力推動車聯網市場進入發展黃金期。預計從2015年至2020年,中國車聯網行業用戶規模將從1300萬戶增加到5600萬戶,年均增長30%以上。車聯網滲透率將從2015年的7.65%增長到2020年的24.4%,市場規模將從130億元增長到665億元,年增長率在30%至50%之間。 參考GPS系統的發展歷史,隨著北斗全球化覆蓋的完成,北斗系統將在完成維護國防安全這一首要任務的基礎上,借力相關政策和資金支持形成較為完善的產業鏈。隨著北斗三號性能的持續提升,北斗系統正成為未來不可或缺的時空信息平臺,承載物聯網、智能駕駛、智慧城市等龐大新興技術越來越高精度及高頻次的時間空間信息需求。 《國家衛星導航產業中長期發展規劃》提出,到2020年,我國衛星導航產業創新發展格局基本形成,產業應用規模和國際化水平大幅提升,產業規模超過4000億元,北斗衛星導航系統及其兼容產品在國民經濟重要行業和關鍵領域得到廣泛應用,在大眾消費市場逐步推廣普及,對國內衛星導航應用市場的貢獻率達到60%,重要應用領域達到80%以上,在全球市場具有較強的國際競爭力。
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