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行业报告北斗导航行业研究报告

溪流之海洋人生2019-12-06 06:30:22

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北斗卫星导航系统已经成为继美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统之后,第三个成熟的定位导航系统。目前,北斗二号系统已向亚太区用户提供稳定服务超过5年,在轨运行情况良好。我国的北斗导航正处于快速完善系统、抢占应用市场的爆发期。

政策助推北斗产业发展

2020年将实现全球化服务

近年来,国家发改委、交通部、住建部、国土部、工信部等部门相继出台北斗系统应用与产业化政策。在助推北斗系统发展的同时,也为北斗系统的行业应用提供了政策指导与保障。此外,北京、上海、深圳、湖北等地也先后出台了相关北斗卫星导航实施方案,提出各地区北斗政策法规建设的具体举措。

除了政策的支持,北斗系统近年来持续与各卫星导航系统供应商开展兼容与操作协调。2016年以来,继北斗系统取得国际海事应用合法地位后,2017年3月,可兼容GPS、北斗系统、格洛纳斯的多系统船载接收机获准通过,北斗系统也写入海事应用的定位导航授时导则。

随着北斗全球化覆盖的完成,北斗系统将在完成维护国防安全这一首要任务的基础上,借力相关政策和资金支持形成较为完善的产业链。2020年,我国将完成30多颗组网卫星发射。届时,北斗全球导航系统将实现全球服务能力。

北斗产业顺应万物互联趋势

随着北斗三号性能的持续提升,北斗系统正成为未来不可或缺的时空信息平台。承载着物联网、智能驾驶、智慧城市等新兴技术对于高精度、高频次时空信息的需求。

北斗导航技术与地基增强技术、物联网等多种技术融合,能够有效提升时空信息的精确度。通过增设地面基站建立地基增强系统,联合卫星“天地定位”可以极大程度上修正误差。2017年6月,经初始服务测算显示,北斗地基增强系统可以提供米级、亚米级、分米级,甚至厘米、毫米级的服务。随着性能的持续提升,北斗系统在物联网方面的应用范围也将得以进一步拓宽。

北斗导航系统有望借助其独有的地基增强高精度优势以及特有的短报文通信功能,在行业应用以及对定位精度较高的物联网应用落地方面获得优先机会。

国内产值高速增长

与“一带一路”同行

近年来,随着北斗性能以及覆盖范围的同步提升,北斗产业化全面显著提速。目前国内卫星导航产业产值年均增长率超过15%,截至2017年底,国产北斗芯片累计销量突破5000万片,接收机、天线已占国内市场份额的90%,并输出至70多个国家和地区。

《国家卫星导航产业中长期发展规划》提出,2020年,我国卫星导航产业规模将超过4000亿元。北斗卫星导航系统及其兼容产品将在国民经济重要行业和关键领域得到广泛应用,在大众消费市场逐步推广普及,对国内卫星导航应用市场的贡献率达到60%。

同时,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。截至目前,参照系优质企业数据库共收录北斗导航行业相关企业269家,涵盖上游基础类产品、中游终端集成和下游系统集成三大关键产业链。下面就重点来谈谈上游基础类产品中游终端集成两类,限于篇幅,具体涉及的企业在这里不再详述。

北斗行业产业解读

北斗的基础类产品主要包括芯片板卡天线接收机导航电子地图等,是北斗应用产业链的基础和核心,北斗应用产业的发展离不开基础产品的支持,北斗应用产业的发展将首先带动基础产业的发展。北斗导航的基础类产品有较高的技术要求、进入壁垒高,拥有基础产品研发实力的企业具有较强的竞争力。从目前来看,我国北斗导航系统的研究经费90%用于卫星研制和发射,只有10%用于导航芯片,芯片研究投入较少,因此未来几年我国将加大核心芯片的研发。

北斗芯片(主要是射频芯片和基带芯片)主要用来接收和解算北斗卫星的信号频率。我国自主研发的北斗芯片已跨入40纳米时代。导航芯片通常由射频(包括天线、低噪声放大器和混频器)、基带(包括GPS专用相关器、核心处理器等)和后端应用部分构成。其中射频部分对微弱的模拟信号进行接收、滤波、放大、变频及放大,其性能决定了后续信号处理的效果。基带部分则实现对码信号的解算,其中相关器模块实现对码信号的“读取”。目前北斗二代的射频芯片主要有北京广嘉、西安华讯、广州润芯、海格通信、国腾电子等。共计有32家企业涉足其中,具体名单略。

北斗天线,是用于接收北斗卫星信号的天线,从极化方式北斗天线分为垂直极化圆形极化,从放置方式上北斗天线分为内置天线外置天线。目前绝大部分北斗天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,它是北斗天线的核心技术所在。共计有22家企业涉足其中,具体名单略。

板卡是利用导航芯片、外围电路和嵌入式控制软件,制成带输入输出接口的板级产品,用户利用这个模块结合应用需求能够开发各种应用。按照功能可分为测量型板卡和导航型板卡。测量型板卡:此类产品定位精度在厘米级,用于测后数据处理,需要应用复杂的定位算法,技术难度远高于导航型板卡。此类产品而受“量价模式”影响较小,国产产品价格低于国外产品,国内产品未来有望形成替代。导航型板卡:此类产品的定位精度为米级,主要用于实时数据处理。由于其对定位算法的要求相对较低,国内能够生产此类产品的企业较多。但由于受量价比影响较大,相对于纯GPS产品价格上存在劣势,相对而言具备导航芯片生产能力的公司,在此类产品上更具有成本价格优势。导航型板卡多为各整机厂商自主开发。共计有9家企业涉足其中,具体名单略。

接收机是用来收集处理天线接收到的电磁信号。理想的接收机抑制所有不需要的噪声,并对需要的信号不增加任何噪声或干扰。不管信号的形式或格式如何,它都可以变换,以适合信号处理器检波电路所要求的特性,然后再送到智能用户接口。卫星接收机主要可以分为导航型接收机、测地型接收机和授时型接收机。导航型接收机:主要用于运动载体的导航,它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机一般采用C/A码伪距测量,单点实时定位精度较低,一般为±25m,有SA影响时为±100m测地型接收机:主要用于精密大地测量和精密工程测量,定位精度高,仪器结构复杂,价格较贵。授时型接收机:主要利用卫星提供的高精度时间标准进行授时,常用于天文台及无线电通讯中时间同步。计有18家企业涉足其中,具体名单略。

终端产品分为专业终端产品和消费终端产品,专业终端产品包括高精度测绘终端、授时终端等产品,北斗导航系统的应用最早也是体现在此类终端产品上;消费终端产品主要包括各类导航终端,这也是民营企业较为容易进入的终端市场,其规模相对于专业终端要大得多,北斗导航系统在消费终端的应用广度和深度主要取决于产品价格的下降和技术的进步。其中涉足导航终端集成企业共有81家,涉足测绘终端集成企业共有9家,涉足授时终端集成企业共有21家,具体名单略。

北斗导航关联企业总计共有269家,限于篇幅,具体名单略。

报告资料来源:参照系官网,组稿/溪流

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