产业观察 | 卫星导航产业现状、发展趋势及典型企业

文章来源:中科智汇工场  |  发布时间:2024-05-16  


      卫星导航是一种利用空间卫星在任何时间向全球任何地方提供三维位置、三维速度和时间信息服务的信息系统,可广泛应用于军事和国民经济及社会生活各个方面,对保证国家安全、促进经济和社会发展具有重要意义。目前,卫星导航产业链正在形成,市场逐渐细分。作为一个新兴产业,我国卫星导航领域在产品与技术服务的发展方向上,已逐渐细分,初步出现市场定位上的差异,产业链的形成,标志着这个极具生命力的产业逐步走向成熟。
      其中导航、定位和授时(PNT)体系是为各类用户提供包括位置、速度、时间等关键时空参数的基础系统,是国家信息基础设施的重要组成部分,在国防科技和国民经济发展的各个门类和领域有着重要的作用和广泛的应用。近年来,随着包括GPS、北斗等一批卫星导航系统发展建设的不断深入,PNT体系的组成越来越多样,其主要服务功能也日益强大。

      卫星导航定位是采用导航卫星为地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术,通常由导航卫星、地面台站和用户设备三个部分组成,然后以此为基础进行上下游及周边的拓展延伸,进而形成整个产业链条。
      北斗卫星导航产业链上游主要指构成北斗导航的基础器件和算法软件。其中,基础器件包括芯片、天线、板卡、惯导及毫米波雷达等,算法软件包括定位/差分/测向算法、多系统组合导航算法、系统引擎及处理软件、嵌入式GIS引擎软件等。
      北斗卫星导航产业链中游主要是指终端设备和系统集成。其中,终端设备包括GIS数据采集产品、测量GNSS产品、内嵌式车载导航终端、车载监控终端、便携式导航终端(包括导航手机)、航空GNSS设备、航海GNSS设备等,系统集成则包括系统集成商和运营服务商。
      北斗卫星导航产业链下游主要是指北斗导航系统的产品应用与行业延伸服务。其中,产品应用最典型的代表为各类导航地图,行业延伸服务则包括智能网联汽车、智慧物流、智能矿山、精准农业、无人机作业、测量测绘、形变监测等等。
图  卫星导航产业链示意图

    (一)技术端:核心技术逐步成熟,产业链完备
      北斗导航芯片制程领先全球。导航芯片是对导航定位接收电路的小型化和集成化,通过接收由导航卫星发射的特定频率无线电信号,对无线电信号中信息的解析、计算和处理,获得当前的位置、时间等数据并向外输出,实现定位导航授时等功能。
      抗干扰天线、高精度天线技术日趋成熟。从北二到北三时代,我国国产天线性能大幅提升,配合星基增强与地基增强系统,现已可实现毫米级高精度定位。高精度定位天线技术将有利于车载导航、无人驾驶、精准农业和无人机作业等民用商业场景的实现。
    (二)政策端:大力推进北斗应用,支持产业规模化发展
      从2022年国务院发布“十四五”数字经济发展规划以来,发改委、工信部、交通运输部、自然资源部和网信办等部门纷纷出台相关政策,支持北斗产业发展。“十四五”数字经济发展规划指出,要积极稳妥推进空间信息基础设施演进升级,加快布局卫星通信网络等,推动卫星互联网建设。从卫星通信、卫星遥感、卫星导航定位系统三大方向要求加速空间信息基础设施升级。2023年2月,国务院出台《数字中国建设整体布局规划》,强调大力推进北斗规模应用。在国家政策支持下,北斗产业的规模化发展如火如荼。北京、上海、广州、湖北、河北、江苏、陕西、重庆、成都等省市在出台的“十四五”规划中,都明确了推动北斗数字化应用场景建设发展,着力提升北斗在行业领域和大众领域的规模化应用水平。
    (三)市场端:市场需求及应用场景持续增强
      中国卫星导航定位协会发布《2023中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》。白皮书显示,2022年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到5007亿元人民币,同比增长6.76%。数据显示,与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、导航数据、终端设备、基础设施等核心产值达到1527亿元人民币。从应用场景来看,国内GNSS市场可划分为行业市场、大众市场等应用市场。其中,行业市场主要涉及测量测绘、无人机、农林牧渔、施工、交通运输、电力应用等关乎国计民生的关键行业,细分领域众多,除内生增长需求外,国家相关政策直接推动北斗在交通、农业、防灾减灾、地理信息等多个行业市场应用,现处于高速、规模化发展期。大众市场主要涉及智能手机、可穿戴设备、车载导航等消费领域,是北斗系统产业化的重心,位置服务需求预计将成为大众市场核心驱动力,现处于标配化启动阶段。
    (一)卫星导航系统兼容与互操作成为未来的发展方向
      多个卫星导航系统之间的兼容互操作能够解决单一系统出现问题时,还可以保证用户的 PNT 服务,同时还可以提高 PNT 服务的可靠性。兼容互操作可以无限制地使用多星座提供的多频观测信息进行 PNT 应用,可减弱对单一星座的依赖,降低电磁干扰、地形/建筑物遮挡、电离层闪烁、拒绝服务等因素导致的性能下降或服务中断风险。在卫星导航系统多星座多频数据融合下,经过数据探测、筛选、组合,将显著增加卫星和测距信号的数量,大幅提升导航性能,提高卫星导航系统服务的连续性。
    (二)卫星导航向全球化、高精度方向发展、“北斗+”实现跨行业协同发展
      北斗系统不仅带动卫星导航行业的发展,通过北斗与不同产业的融合,将助力新基建相关目标的达成。北斗系统可应用于农业、医药、金融、交通等各个领域,与各个产业融合发展,较大程度提升工作效率,在灾情监测等特殊领域将发挥核心优势。5G、物联网推动北斗加速推广,在 5G 商用的推动下,“5G+北斗”将成为重要基础设施,将定位、导航、时间感知与 5G 高速度、大容量、低延时的优点联系起来,发挥机器和网络环境的智能优势,最终实现广域和全球智能协同控制。在车联网领域,北斗的定位和授时功能帮助完成精准时间信息和位置信息感知,“北斗+5G+高精度地图”将开辟车辆车道级监控、车辆自动驾驶和智能无人驾驶全新领域应用,满足亚米级、甚至厘米级定位精度。
    (三)综合PNT技术将得到广泛应用
      随着卫星导航产业规模的持续增长和新应用需求的不断出现,对时空信息、定位导航服务也提出了更高的要求,包括精度、可用性、安全性等,时空信息、定位导航服务也从卫星导航为主向空天地海协同的综合PNT方向发展。因此,对于不依赖GNSS的定位、导航与授时技术已经受到各国的重点关注。未来更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时体系将逐步形成,从室内到室外、深海到深空,全覆盖、高可靠的导航定位授时服务将直接助力经济社会的发展,北斗卫星导航系统也将更好地赋能百业、服务全球、造福人类。
      目前,国内北斗卫星导航产业已基本形成覆盖卫星平台和卫星载荷、北斗芯片、模块板卡、终端集成、仿真测试、导航平台与时空服务、行业应用、地理信息等完整产业链条体系。在产业链每个细分环节,均有众多的企业领衔创新和应用。

表:北斗卫星导航产业链各细分领域头部企业(来源:中羿产业研究 )

      1.中国卫星
      公司作为央企控股上市公司,聚焦主责主业,具有天地一体化设计、研制、集成和运营能力,旗下有航天东方红、航天恒星科技等多家具有竞争力的企业。依托“小卫星及其应用国家工程研究中心”和“天地一体化信息技术国家重点实验室”两个国家级平台,公司在关键核心技术攻关、卫星及卫星应用装备制造等方面拥有较为雄厚的研究开发实力,研制与生产基地主要分布在北京、天津、深圳、西安等地,同时具备关键系统、核心部组件与产品的研制交付能力以及为用户提供系统解决方案和信息/数据服务能力。
      2.北斗星通
      北斗星通是我国卫星导航产业首家上市公司,也是最早从事导航定位业务的专业化公司之一,公司自主研发的导航定位芯片、模块、板卡、天线等基础器件全面领跑行业,在《欧盟GNSS市场报告(2022)》多个行业应用领域中排名领先。
      3.华测导航
      国内高精度定位导航领先企业,深耕行业二十载。华测导航成立于2003年,2017年深交所上市,是专注于北斗高精度卫星导航的高新技术企业。公司掌握高精度导航定位技术,借助两大基础平台,布局四大行业应用领域。公司以高精度导航定位技术为核心,高精度定位芯片技术平台和全球星地一体增强网络服务平台为基础,为客户提供高精度定位终端接收机设备和系统解决方案,主要应用于建筑与基建、地理空间信息、资源与公共事业、机器人与无人驾驶四大领域。

    文字:中科智汇工场 产业促进中心    编辑:卢晔    审核:娄雪松

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