北斗超越美國GPS,完全自主可控,或將成為最好全球導航系統

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北斗三號導航正式開通之後,國際導航市場的格局就發生了深刻的變化,美國的GPS已經不再是各國的唯一選擇,格洛納斯和伽利略這兩套系統,就直接進入了第二梯隊,除了本國自用之外,基本上失去向外發展的機會。

北斗超越美國GPS,完全自主可控,或將成為最好全球導航系統

北斗系統具備導航定位和通信數傳兩大功能,提供七種服務,主要包括定位導航授時(RNSS)、全球短報文通信(GSMC)國際搜救(SAR)、星基增強(SBAS)、地基增強(GAS)、精密單點定位(PPP)和區域短報文通信(RSMC)。

其中在全球範圍內可以提供定位導航授時,全球短報文通信及國際搜救的服務,在中國及周邊地區可以提供星基增強,地基增強,精密單位定點,區域短報文通信等服務。

北斗超越美國GPS,完全自主可控,或將成為最好全球導航系統

北斗系統當初設計這麼強大的服務能力,就是奔著世界第一去的,「打鐵還得自身硬」,要想真正走向世界,必須有100%的自主可控能力,不然就會在某些關鍵時刻受某些國家的制約。北斗正在整個上中下游產業鏈都做了過100%的自主可控,具體在哪些方面,今天給大家分享一下,內容比較長,請大家耐心看完,看完之後你一定會為中國的北斗的點贊!

全球衛星通信系統主要涉及空間段,地面段,用戶端等三個部分。空間段主要包含衛星製造和衛星發射,因為涉及核心技術和核心利益,主要是國家在投資建設;而地面段包含的內容就很多,有基礎器件,終端,基站等等,產業價值較高,有一定的高科技含量,是相關企業競爭的重點;而用戶端主要是一些終端服務,比如導航,測量,授時等應用。隨著終端的智能化水平越來越高,用戶端已經滲透到每一個人的生活日常,比如我們出門就用打開高德搜索目的地,在這方面的類似需求也會越來越多,這一塊市場充滿了想像空間。

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空間段因為是國家層面在建設,肯定是100%完全自主的,在這裡也不做太多討論,我們主要看一看地面段和用戶端。

產業鏈上游:

地面段的核心是基礎器件,主要有天線射頻晶元,基帶晶元及板卡。

這些器件的性能決定了信號傳輸的質量。射頻晶元和基帶晶元的全球提供商主要有美國的博通,高通和英特爾,歐洲的意法半導體,U-BLOX,日本的富士,吉野等廠商,這些國際主流晶元廠商發展較早,佔據了一定的優勢。

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國產晶元廠商突破技術瓶頸後,北斗三號晶元已經完全實現了國產替代,而且在總體性能上還要優於國外同類產品。北斗晶元研發及生產廠商北斗星通在2020年8月的新聞發布上表示,國產的28納米北斗晶元已經量產,22納米已經處於客戶驗證階段,預計在2021年就能大規模量產。

與智能手機不同的是,導航定位晶元只需要性能達到要求就可以,並不需要用到太先進的工藝,所以7納米,5納米的工藝基本用不了,現在導航定位晶元的主要代工廠是上海華力微電子,有朋友說為什麼不是中芯國際,這個@紅螞蟻也不是太清楚。

我國的衛星導航晶元現在不僅能滿足自身需要,而且出口量也在逐年提升,根據2019年數據,衛星導航晶元及模塊的出貨量已經超過1億片,出口至100多個國家和地區。

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除了晶元之外,天線也是一個很重要的器件,沒有天線就無法接收到北斗的信號,現在用的大部分都是陶瓷天線,陶瓷天線也是核心技術,已實現在國產對進口的完全替代,同時也出口到100餘個國家和區,目前國內天線廠商主要中海達,盛路通信,四創電子,振芯科技,華力創通,海格通信,北斗星通等。當前國內北斗天線技術已基本成熟,最先實現 100%國產替代。

另外一個重要硬體就是用於信息解調和解算OEM板卡,當前國產 OEM 板卡已打破海外公司的技術壟斷。OEM 板卡即通過晶元、電路和相關嵌入式控制軟體,集合而成的板級產品,相當於電腦主板,在信號接收後進行信息的解調和解算,是高精度終端的核心器件,占終端總成本的 60%以上,按功能可分為測量型板卡和導航型板卡。

2016 年,上海司南導航突破高精度北斗/GNSS 模塊核心技術,推出擁有覆蓋北斗三頻段以及GPS 定位衛星系統信號的接受能力的 OEM 板卡 AT100,並實現規模化市場應用,打破海外公司對中國高精度OEM 板卡的技術壟斷,2018 年國產OEM 板卡市場份額約為 30%。當前板卡領域主要公司包括合眾思壯、司南導航、北斗星通、華力創通等公司,已有多款北斗 OEM 板卡產品投入市場使用,其中華測導航生產的高精度 OEM 板卡接近國外主流水平。

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據測算,OEM板卡將達到千億級規模,當前板卡的價格都比較貴,國產全系統高精度OEM板卡價格在3000-10000元之間,預計到2025年,雖然板卡價格有所下降,整個市場規模也將達到6300億元。如果這些板卡由外國公司製造,價格會更高。

產業鏈中游:

衛星導航的產業鏈中游分為終端設備和系統集成。

終端設備承載導航定位功能,是發展水平的重要體現,競爭集中於消費終端。產品包括車載導航終端、攜帶型導航終端、高精度測量終端等。進一步可分為專業終端產品和消費終端產品,專業終端產品包括高精度測繪終端、授時終端等,主要用于軍工等領域,對精度要求高且價格昂貴;消費終端包括各類導航終端,用於車輛導航、監控、信息服務等。消費終端的市場准入門檻較低,規模比專業終端大,民企進入較為容易,因此終端產品的市場競爭集中於消費終端市場。北斗導航系統在消費終端應用的廣度和深度取決於產品價格的下降和技術的進步。

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目前,華測導航、南方測繪、中海達和佔據高精度裝備產品 90%以上市場份額。終端應用範圍不斷擴大,由於市場成熟且集中度高,具備上游生產能力的龍頭企業將獲得競爭優勢。從民用消費端看,由於消費升級和物聯網進程推進,北斗終端應用領域大規模增加,雖手機、汽車銷量有所下降,但車聯網布局拉動智能汽車對高精度導航終端和系統的需求,可穿搭設備產量的不斷增加、安防系統、農業無人駕駛等領域市場規模逐年擴大,預計未來終端應用的領域將進一步提升。企業的品牌效應將得到凸顯。

衛星導航在民用領域應用範圍廣泛。衛星導航在民用領域的應用主要為測繪、位移監測、農業機械、安防和機械自動化,充分利用衛星導航高精度、低時延的優勢,相關市場具備明顯發展優勢,北斗系統的正式落地,改善信號盲區問題,使精度大幅提升。

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測繪儀器市場規模將呈上升趨勢。衛星測繪充分利用衛星導航高精度 GNSS 技術,大幅度提升測繪系統精度,市場經歷依賴進口到產品出口的進程,國產測繪產品逐漸成為主流,價格基本穩定在 2-3 萬元/套,國內市場份額主要由合眾思壯、華測導航、中海達主導,產品價格相對穩定,隨北斗 3 號產品推薦,設備置換率將有所提升,預計導航測繪儀器市場規模將繼續呈上升趨勢。

位移監測應用範圍逐步擴大,市場規模上升。位移監測針對位置在空間中變化的監測,主要應用於地質災害、橋樑、隧道等監測,應用範圍逐步擴大,未來將進一步實現市場化推廣,當前有合眾思壯、華測導航、中海達、華力創通等公司布局相關業務。2015 年位移監測市場規模達到 15.27 億元,預計 2020 年將達到 42.40 億元,

產業鏈下游:

衛星導航系統的運營服務雖然處在下游,但是價值佔比居產業鏈首位。衛星導航產業鏈中,下游運營服務主要是為終端用戶提供位置、監控、高精度定位等服務,價值佔比呈現逐年上升的趨勢,2019 年下游價值佔比達 41.6%,未來中上游相關廠商可能逐漸向下游進行業務布局。

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北斗超越美國GPS,完全自主可控,或將成為最好全球導航系統

運營服務可細分為星基增強定位服務和地基增強定位服務,為衛星導航系統的補充。星基增強系統通過地球靜止軌道(GEO)衛星搭載衛星導航增強信號轉發器, 實現對原有衛星導航系統定位精度的改進。地基增強系統主要用於地面應用,涵蓋勘探、檢測控制等領域,通過接收地面基站的差分修正信號,達到提高精度目的,優化後的精度達毫米級至亞米級。

星基與地基增強定位服務均實現國產系統替代和布局。在星基增強定位服務部分,Trimble 早在 2011 年推出全球精密定位服務,具備先發優勢,但國內公司於 2015年相繼推出多款星基增強服務系統,達到實現領先水平,且擁有全部自主知識產權和控制權。地基增強系統主要由國家北斗辦和國家測繪局主導。除以下公司外,四維圖新、北斗星通、中國衛星等公司也在下游領域進行業務布局。

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總結:

上面介紹我國北斗衛星導航系統產業鏈的上中下游情況,整條產業鏈都達到100%自主可控,也就是說,如果我們在完全滿足自用的同時,不僅可以為外國提供北斗導航的信號,而且連技術,設備和服務可以一起打包出口,這樣,不僅可以加快外國對北斗系統的部署效率,而且可以節省很多成本,更有利於北斗向全球的推廣。

看完了整個北斗產業鏈的介紹之後,應該對北斗的整套系統的產業布局有所了解,但是這些問題只能說明北斗系統在全球範圍具備強大核心競爭力,並沒有說到北斗和咱們普通老百姓有什麼關係。其實,隨著智能化終端的發展,北斗已經滲透到我們生活的方方面面,具體有哪些方面和北斗有聯繫?請觀看西瓜視頻創作人「創異文化社」的視頻:北斗超越美國GPS,完全自主可控,或將成為最好全球導航系統