一、北斗產(chǎn)業(yè)總體情況和發(fā)展前景 北斗產(chǎn)業(yè)鏈包括空間衛(wèi)星、地面系統(tǒng)、終端設(shè)備以及運(yùn)營服務(wù)。經(jīng)過多年發(fā)展,北斗產(chǎn)業(yè)鏈上下游產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化逐漸趨于成熟,2010年,面向北斗一代系列的芯片、終端、系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)領(lǐng)域市場規(guī)模達(dá)到15億元水平。2011年北斗二代系統(tǒng)將開始試運(yùn)營,未來隨著北斗二代系統(tǒng)組網(wǎng)逐漸完成,及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快和市場化程度的深入,行業(yè)快速增長將長期持續(xù)。 借鑒美國GPS發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和歷程,預(yù)計(jì)待北斗二代系統(tǒng)正式運(yùn)營后,首先應(yīng)用在軍用領(lǐng)域,隨后將在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域遍地開花,最后逐步實(shí)現(xiàn)大眾消費(fèi)的規(guī)模應(yīng)用,北斗產(chǎn)業(yè)正站在高速發(fā)展的“黃金十年”的起點(diǎn)。 我國正加快北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè),制定北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)民用應(yīng)用政策,促進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用;對于涉及國家經(jīng)濟(jì)、公共安全的重要行業(yè)領(lǐng)域須逐步過渡到采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航兼容其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)體制,鼓勵(lì)其他行業(yè)和領(lǐng)域采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航兼容其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)體制。 (一)北斗產(chǎn)業(yè)鏈上下逐漸趨于成熟 北斗產(chǎn)業(yè)鏈包括空間衛(wèi)星、地面系統(tǒng)、終端設(shè)備以及運(yùn)營服務(wù)。在國家負(fù)責(zé)投資完成北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的研制發(fā)射以及地面系統(tǒng)的建設(shè),形成北斗導(dǎo)航衛(wèi)星星座的基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上,北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈分成基礎(chǔ)產(chǎn)品(天線、芯片、板卡等)、終端設(shè)備、系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)主要產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。我國導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對于成熟市場才剛剛起步,在政策東風(fēng)之下,北斗產(chǎn)業(yè)快速成長,產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)積極布局,上下游逐漸趨于成熟。 1、空間衛(wèi)星研制和發(fā)射國家隊(duì)為主力 GPS系統(tǒng)目前已經(jīng)基本建設(shè)完善,但未來需要不斷以新發(fā)射衛(wèi)星來完成對失效衛(wèi)星的替換。按照美國對該系統(tǒng)的投資預(yù)測,假定合計(jì)需要118顆衛(wèi)星的發(fā)射升空,用于衛(wèi)星設(shè)備的投資總額將達(dá)86億美元,如果將發(fā)射成本考慮在內(nèi),總投資將達(dá)到122億美元。這樣的投資額度不是獨(dú)自一家企業(yè)可以承擔(dān)的。 我國空間系統(tǒng)建設(shè)正處于快速發(fā)展期,空間系統(tǒng)建設(shè)投資巨大,因此也將主要由國家投資部署建設(shè)。我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的研制生產(chǎn)由航天科技集團(tuán)公司下屬的空間技術(shù)研究院(航天五院,上市公司中國衛(wèi)星的大股東)全面負(fù)責(zé),其下屬的另一研究院航天一院則負(fù)責(zé)執(zhí)行衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的長三甲火箭的研制,國家對其給予了經(jīng)費(fèi)、人才等各方面的大力支持。上市公司中國衛(wèi)星可能參與部分星上部件和星上導(dǎo)航設(shè)備的研制、開發(fā)。 2、地面系統(tǒng)建設(shè)市場化程度低 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面系統(tǒng)包括主控站、注入站、監(jiān)測站等地面站。任何一條衛(wèi)星通信線路都包括發(fā)端和收端地面站、上行和下行線路以及通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器??梢姡孛嬲臼切l(wèi)星通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。地面站的基本作用是向衛(wèi)星發(fā)射信號,同時(shí)接收由其它地面站經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)來的信號。 類似衛(wèi)星研制和發(fā)射,北斗地面系統(tǒng)建設(shè)仍由政府主導(dǎo),是一個(gè)國家綜合國力的體現(xiàn),與之相關(guān)的上司公司很少,市場化程度較低。 3、終端設(shè)備在北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈中處于承上啟下的關(guān)鍵地位 ? 芯片等關(guān)鍵元器件自主研發(fā)實(shí)力不斷增強(qiáng) 北斗系統(tǒng)的應(yīng)用離不開終端的大規(guī)模推廣,終端設(shè)備的組成部分主要包括天線、功率放大器、射頻處理、低噪放、基帶處理等模塊,相對復(fù)雜,而各個(gè)模塊的元器件工藝和設(shè)計(jì)水平則決定了終端在重量、體積以及性價(jià)比的方方面面能否符合客戶實(shí)際使用的需求。 從北斗元器件的技術(shù)水平發(fā)展看,也將經(jīng)歷類似于其他高端制造業(yè)的三個(gè)主要發(fā)展階段:全部進(jìn)口,逐步實(shí)現(xiàn)部分自主設(shè)計(jì),最終達(dá)到整機(jī)自主集成設(shè)計(jì)。目前來看,我國北斗元器件的技術(shù)水平已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主集成設(shè)計(jì)。特別是關(guān)鍵元器件,對于國內(nèi)大部分企業(yè)來說仍舊屬技術(shù)含量高、研發(fā)難度大的產(chǎn)品,目前能夠掌握北斗導(dǎo)航終端設(shè)備核心制造技術(shù)、具有核心元器件設(shè)計(jì)開發(fā)能力的廠商數(shù)量有限,也正因此原因,這些企業(yè)將具有極強(qiáng)的市場競爭力。 北斗專用的集成化芯片(ASIC芯片)最終實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)將是北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢所趨。GPS導(dǎo)航設(shè)備的核心元器件技術(shù)掌握在國外企業(yè)手中,這是GPS高端系統(tǒng)算法不對外公開的必然結(jié)果。 而北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)則恰恰相反,國外企業(yè)無法獲得北斗導(dǎo)航定位的關(guān)鍵算法和技術(shù)參數(shù),客觀上構(gòu)成了對外資企業(yè)的技術(shù)壁壘,北斗終端的元器件產(chǎn)業(yè)市場份額將主要由國內(nèi)相關(guān)企業(yè)占據(jù)。 北斗元器件技術(shù)和監(jiān)測門檻較高、特別是掌握核心元器件的企業(yè)數(shù)量有限,市場正處于份額分配的關(guān)鍵時(shí)間窗口,伴隨北斗關(guān)鍵元器件和終端市場高速增長,相關(guān)企業(yè)將充分受益。 ? 終端設(shè)備不斷繁榮 終端設(shè)備在整個(gè)北斗產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下,對上拉動(dòng)上游元器件和導(dǎo)航軟件的需求,對下開啟應(yīng)用市場的需求。北斗一代終端截至2010年總銷售量約10萬部。 北斗一代系統(tǒng)的終端設(shè)備目前產(chǎn)品類型已經(jīng)相對齊全,分應(yīng)用領(lǐng)域看,主要用于國防,及電力、交通運(yùn)輸、公共安全、通信、水利等專業(yè)性較強(qiáng)的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域;從應(yīng)用的主要功能上區(qū)分,主要包括導(dǎo)航、定位、授時(shí)、通信等;從設(shè)備類型角度,目前北斗一代終端則包含手持型、車載型、船載型、指揮型、授時(shí)型、海上救生型等產(chǎn)品。 生產(chǎn)北斗一代終端的國內(nèi)企業(yè)較少,具備規(guī)模的主要包括海格通信、國騰電子、北斗星通以及中國衛(wèi)星控股的星地恒通和航天恒星等有限幾家廠商。而市場拓展和客戶開發(fā)在北斗產(chǎn)業(yè)目前的發(fā)展階段有其特殊性,鑒于目前相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用主要在國防以及特種行業(yè)市場, 產(chǎn)品研發(fā)需要生產(chǎn)企業(yè)與需求客戶的長期合作,以根據(jù)客戶所屬行業(yè)特性和自身需求為其量身開發(fā)專業(yè)的定制化產(chǎn)品,因此目前各優(yōu)勢廠商的市場份額和客戶群相對穩(wěn)定,也極少面臨市場新進(jìn)入者帶來的競爭。 相比于國外成熟市場及成熟系統(tǒng),我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航起步較晚,市場規(guī)模相對較小,參照GPS系統(tǒng)的市場發(fā)展經(jīng)驗(yàn),以及北斗系統(tǒng)目前的發(fā)展階段,預(yù)計(jì)北斗終端產(chǎn)業(yè)將在2012年前保持穩(wěn)定增長,2012后有望實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性增長。并且,在北斗一代向二代平穩(wěn)過渡期間,北斗一代終端將維持20%-30%的平穩(wěn)增長,北斗二代終端逐漸上量。 4、系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)在產(chǎn)業(yè)鏈中比例尚低 北斗系統(tǒng)最終的功能實(shí)現(xiàn)是以行業(yè)應(yīng)用軟件為基礎(chǔ),將導(dǎo)航定位產(chǎn)品、技術(shù)與用戶的業(yè)務(wù)流程有機(jī)串聯(lián)結(jié)合,基于所提供的導(dǎo)航、定位、授時(shí)和通信服務(wù)功能,為客戶提供系統(tǒng)性解決方案。 目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用系統(tǒng)已在國防信息化建設(shè)、車輛管理、水文測報(bào)、電力調(diào)度、海洋漁業(yè)、管道監(jiān)測、氣象監(jiān)測等領(lǐng)域得到較多應(yīng)用。成熟衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)國家的總產(chǎn)值中,大部分由衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)業(yè)所創(chuàng)造,根據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn),在衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值中,衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)業(yè)能夠占到70%規(guī)模。 目前我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用系統(tǒng)和運(yùn)營服務(wù)仍處于起步階段,發(fā)展空間巨大,一旦實(shí)現(xiàn)規(guī)模化還將拉動(dòng)中上游的北斗終端、北斗元器件等產(chǎn)品的需求。 (二)北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)逐漸爆發(fā) 對于中國的部分行業(yè)用戶來講,正在從已經(jīng)投入運(yùn)行的我國“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)中獲益。作為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的前期試驗(yàn)階段,我國從2000年起先后成功發(fā)射了兩顆“北斗一號”工作衛(wèi)星和一顆備用衛(wèi)星,成功組建了“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)。 至此,中國也成為了繼美俄之后第三個(gè)擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。與其他國家的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)相比,“北斗一號”除了具有與GPS精度相當(dāng)?shù)目焖俣ㄎ缓途苁跁r(shí)功能之外,其獨(dú)具特色的短報(bào)文通信功能也十分先進(jìn)。目前這一系統(tǒng)正在為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的交通運(yùn)輸、氣象、石油、海洋、森林、通信、公安等部門以及其他特殊行業(yè)提供高效的導(dǎo)航定位服務(wù)。但受制于系統(tǒng)容量的限制,暫無法大規(guī)模推廣應(yīng)用。 我國北斗二代導(dǎo)航衛(wèi)星是建立在北斗一代區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)上的,該系統(tǒng)主要提供類似于GPS的無源定位功能,其無論是導(dǎo)航方式還是覆蓋范圍上和其他全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)非常類似。其作為我國重要空間基礎(chǔ)設(shè)施,在保障國家安全、促進(jìn)國家信息化建設(shè)方面具有不可替代的作用,推廣北斗應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化是國家戰(zhàn)略的迫切需求,也是我國科技強(qiáng)國的必經(jīng)之路。 目前國家北斗辦組織,相應(yīng)主管部門具體實(shí)施,形成了國防與民用20個(gè)部門共42個(gè)應(yīng)用北斗重大專項(xiàng)示范工程,包括交通、氣象、農(nóng)業(yè)(漁政)、中移動(dòng)等項(xiàng)目,以促進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)化推廣和應(yīng)用,這也標(biāo)志著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)民用開發(fā)與推廣已進(jìn)入加速啟動(dòng)階段,我國自主研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將成為關(guān)系國計(jì)民生的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。 2010年,中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場產(chǎn)值規(guī)模高達(dá)700億,但其中絕大部分為GPS產(chǎn)品,北斗產(chǎn)值僅約15億元。按北斗二代十年產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,2010-2020年中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)規(guī)模將提高到4000億元,北斗應(yīng)用年產(chǎn)值將提高到800億元,10年復(fù)合增長率48.83%,終端年銷售量將從2萬部提高到1000萬部,10年增長500倍,到2020年核心產(chǎn)品基本國產(chǎn)化。未來5-10年將是我國北斗呈現(xiàn)爆發(fā)式增長并形成規(guī)?;袌龊蛧壹壒歉善髽I(yè)的關(guān)鍵時(shí)期。 1、行業(yè)應(yīng)用已初具規(guī)模 目前,我國北斗一代試驗(yàn)系統(tǒng)己應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域,特別是在2008年北京奧運(yùn)會(huì)、汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著北斗二代系統(tǒng)建設(shè)加速,未來,衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用將滲透到行業(yè)應(yīng)用的方方面面,廣泛應(yīng)用于陸、海、空、天所有需要導(dǎo)航、定位、授時(shí)、通信活動(dòng)。 (1)海洋漁業(yè) 在海洋漁業(yè)中,北斗系統(tǒng)具有推廣應(yīng)用的特殊戰(zhàn)略意義,主要用途為導(dǎo)航和雙向通信。海洋漁業(yè)行業(yè)承擔(dān)海洋資源保護(hù)、海上安全生產(chǎn)的重大責(zé)任,在我國東海和南海海域存在著與相關(guān)周邊國家存在歸屬爭議、我國漁民經(jīng)常遭到驅(qū)逐或武裝扣押的背景下,該行業(yè)已經(jīng)成為涉及國家主權(quán)、經(jīng)濟(jì)安全和生產(chǎn)安全等領(lǐng)域的關(guān)鍵行業(yè)。 在中遠(yuǎn)海漁業(yè)領(lǐng)域,北斗系統(tǒng)具有獨(dú)特優(yōu)勢:在導(dǎo)航功能上北斗系統(tǒng)能夠取代GPS系統(tǒng),在雙向通信的功能上能夠替代費(fèi)用昂貴的海事通信衛(wèi)星。目前,我國中遠(yuǎn)海領(lǐng)域船只達(dá)到5-6萬艘,目前只有1萬多艘漁船裝備了北斗系統(tǒng),預(yù)計(jì)幾年內(nèi)裝備比例將大幅提高。 海洋漁業(yè)運(yùn)營服務(wù)的運(yùn)營和盈利模式:具有海洋漁業(yè)運(yùn)營牌照的企業(yè)通過采購并銷售北斗終端,采用相關(guān)部門提供的海洋導(dǎo)航地圖,與地方政府簽訂運(yùn)營服務(wù)包年合同,提供導(dǎo)航定位、氣象通知以及報(bào)警求救等專項(xiàng)業(yè)務(wù)。 國內(nèi)海洋漁業(yè)近海共20萬艘船,目前主要是中國電信和中國聯(lián)通為部分漁船提供運(yùn)營服務(wù);遠(yuǎn)海(東海、南海、黃渤海)共5-6萬艘船,主要由具有北斗運(yùn)營牌照的公司運(yùn)營。 運(yùn)營海洋漁業(yè)業(yè)務(wù)收入包括終端收入和運(yùn)營費(fèi)。終端費(fèi)用每部1萬元以內(nèi),其中60%-80%由政府財(cái)政支付;運(yùn)營費(fèi)目前每戶700-800元/年,需要漁民自行支付。政府通過油量補(bǔ)貼的手段強(qiáng)制漁民使用北斗終端。目前,中遠(yuǎn)海漁業(yè)運(yùn)營服務(wù)的市場主要有北斗星通公司占有,其他還有上海普適等。 目前浙江、海南兩省擁有馬力在185匹以上的漁船約25000艘左右,而目前裝載北斗導(dǎo)航的大約17000艘左右,占到了68%。在我國的南海和東海的南部,已經(jīng)目前安裝了一萬七千多臺(tái),今后要想把它推廣到東海的全部,還有南海的一個(gè)省。 (2)防災(zāi)減災(zāi) 在防災(zāi)減災(zāi)行業(yè)中,通過北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、雙向通信以及位置報(bào)告功能,實(shí)現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警速報(bào)、救災(zāi)指揮調(diào)度、快速應(yīng)急通信等,可極大地提高災(zāi)害應(yīng)急救援反應(yīng)速度和決策能力。出于對國家安全的考慮,國家減災(zāi)委目標(biāo)部署100多萬個(gè)終端。 (3)交通運(yùn)輸 在交通運(yùn)輸行業(yè)中,北斗系統(tǒng)導(dǎo)航定位技術(shù)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸信息化手段,交通運(yùn)輸行業(yè)“港口高精度實(shí)時(shí)定位調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)”、“船舶監(jiān)控系統(tǒng)”、“公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控系統(tǒng)”等一系列北斗系統(tǒng)應(yīng)用的開展,不斷深化了北斗產(chǎn)業(yè)行業(yè)應(yīng)用。交通部74萬艘船載終端采購2011年啟動(dòng),規(guī)劃完成后正在制定相關(guān)具體方案。 交通部于2010年末啟動(dòng)了特種車輛配裝北斗導(dǎo)航終端項(xiàng)目,初步計(jì)劃安裝9萬輛左右。未來除特種車輛外,公交系統(tǒng)、出租車、航運(yùn)等交運(yùn)市場對衛(wèi)星導(dǎo)航定位的需求預(yù)計(jì)將相當(dāng)可觀。雖然GPS在這些應(yīng)用領(lǐng)域中已經(jīng)相當(dāng)成熟,但考慮國家對北斗產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度,對北斗切入該部分市場會(huì)形成有效支持。同時(shí),北斗/GPS組合導(dǎo)航和聯(lián)合定位的推廣,可望實(shí)現(xiàn)兼顧安全和應(yīng)用效果這一雙重目標(biāo)。 (4)電力、通信、金融 在電力、通信、金融等領(lǐng)域中北斗領(lǐng)域的需求主要來自于授時(shí)方面的需求。 電力系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)對定時(shí)精度的需求在微秒(10e-6)量級,而目前北斗一代系統(tǒng)無論單向授時(shí)(授時(shí)精度為100ns)還是雙向授時(shí)(授時(shí)精度為20ns),都能夠滿足相關(guān)需求。 2010年3月,“北斗電力全網(wǎng)時(shí)間同步管理系統(tǒng)”首次被順利引入我國電網(wǎng)數(shù)字化變電站,開辟了智能電網(wǎng)建設(shè)的新紀(jì)元。該系統(tǒng)是采用北斗與GPS(或其它)等多時(shí)間源智能切換技術(shù)開發(fā)完成的新一代電力系統(tǒng)的時(shí)間同步系統(tǒng)產(chǎn)品。 系統(tǒng)通過多時(shí)間源智能切換技術(shù)和先進(jìn)的時(shí)間控制處理算法實(shí)現(xiàn)可靠的、高精度的時(shí)間輸出;采用“北斗雙向授時(shí)功能”專有技術(shù)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格意義上全電力系統(tǒng)時(shí)間的統(tǒng)一;通過利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短信息功能,實(shí)現(xiàn)所有廠站端時(shí)間同步系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測和運(yùn)行控制;系統(tǒng)為電力輸送提供高精度的、安全的全網(wǎng)時(shí)間同步整體解決方案,確保了高可靠、高精度授時(shí)的廣泛需要。 在移動(dòng)通信領(lǐng)域,基站工作的切換、漫游等均需要精確的時(shí)間控制,否則將會(huì)帶來嚴(yán)重的系統(tǒng)干擾。目前,中國移動(dòng)江蘇省分公司已經(jīng)成功在TD基站上采用了北斗/GPS作為雙備份時(shí)鐘源。截至2010年底,我國2G移動(dòng)基站共94.6萬個(gè)(中國移動(dòng)55.4萬個(gè)、中國電信6.3萬個(gè)、中國聯(lián)通32.9萬個(gè));另據(jù)工信部統(tǒng)計(jì),截至2011年5月底,我國3G移動(dòng)基站公司71.4萬個(gè)(中國移動(dòng)21.4萬個(gè)、中國電信22.6萬個(gè)、中國聯(lián)通27.4萬個(gè)),暫時(shí)不考慮2011年增加的2G基站數(shù),目前我國移動(dòng)基站總數(shù)已突破166萬個(gè),移動(dòng)通信領(lǐng)域?qū)Ρ倍废到y(tǒng)需求空間未來或可達(dá)到數(shù)十億元。 (5)森林防火 在森林防火行業(yè)中,火場定位、偵察、引導(dǎo)撲救、后勤保障、損失評估等需要北斗系統(tǒng)的定位、授時(shí)、通信等功能實(shí)現(xiàn)。目前,全國各地森林防火系統(tǒng)已經(jīng)配備200多臺(tái)/套北斗終端,森林武警指揮部及所轄總隊(duì)共配備500多臺(tái)/套北斗終端。 (6)水利、氣象 在水利、氣象等領(lǐng)域也具備對北斗導(dǎo)航與定位功能的需求。 在該類領(lǐng)域,北斗終端設(shè)備能夠與傳感設(shè)備結(jié)合,將獲得水文信息或氣象信息后通過北斗的定位、通信功能將信息反饋給控制中心。由于我國幅員遼闊,自然天氣情況多變,該類北斗應(yīng)用也具有非常廣闊的空間。 (7)其他應(yīng)用 北斗系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測方面應(yīng)用包括水文水情檢測、氣象測報(bào)、地理監(jiān)測、海洋監(jiān)測、農(nóng)田墑情監(jiān)測等;在監(jiān)控、指揮調(diào)度方面應(yīng)用包括車輛監(jiān)控、海洋漁業(yè)監(jiān)管、森林防火、災(zāi)情報(bào)告和救援調(diào)配、安全生產(chǎn)監(jiān)控、危險(xiǎn)品監(jiān)控等。行業(yè)應(yīng)用涉及領(lǐng)域較多,應(yīng)用范圍較廣。 2、大眾應(yīng)用大規(guī)模開展還待時(shí)機(jī) 在大眾消費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域,目前我國大眾消費(fèi)用領(lǐng)域占導(dǎo)航應(yīng)用的80%以上、但是GPS系統(tǒng)占據(jù)了接近100%的市場份額。北斗二代系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)亞太區(qū)域覆蓋、終端價(jià)格實(shí)現(xiàn)大幅下降將促進(jìn)北斗導(dǎo)航進(jìn)入大眾消費(fèi)領(lǐng)域。大眾消費(fèi)領(lǐng)域主要有汽車導(dǎo)航和手機(jī)導(dǎo)航。 車輛信息系統(tǒng)服務(wù)涉及汽車導(dǎo)航、公路收費(fèi)、緊救求援呼叫、車隊(duì)管理和物流運(yùn)輸,而且牽涉到芯片制造商、設(shè)備生產(chǎn)商、地圖數(shù)據(jù)和服務(wù)內(nèi)容提供商,汽車市場是北斗大眾應(yīng)用的主戰(zhàn)場之一。 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在私家車市場的應(yīng)用前景同樣值得看好。北斗系統(tǒng)導(dǎo)航精度不低于GPS,同時(shí),民用芯片的成本短期內(nèi)對比GPS沒有優(yōu)勢,長期來看據(jù)估計(jì)僅在百元水平,與GPS芯片相近,加上兼容GPS及良好的性價(jià)比將提高市場接受度。 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)路況信息的全面監(jiān)控。在市內(nèi)交通方面,交通信息的集中掌握可以給機(jī)動(dòng)車提供真正有效的行駛參考,對于公共交通,可以更合理的實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)配,提高公交運(yùn)行效率,對于私車和出租車,行駛道路選擇將更有針對性,出行更快捷,甚至,導(dǎo)航系統(tǒng)還可以根據(jù)實(shí)時(shí)道路信息實(shí)現(xiàn)順暢路線的自動(dòng)選擇,這對于緩解目前日益嚴(yán)重的城市擁堵都將起到積極作用。 在高速公路以及國道等長途通路方面,路況信息的全面掌握對于車輛安全的意義重大,北斗系統(tǒng)可以將事故、擁堵、道路毀損等危險(xiǎn)信息及時(shí)匯集反饋給駕駛?cè)藛T,防止其因長途駕駛疲勞而對危險(xiǎn)路況不能夠及時(shí)采取措施,大大提高行車安全。 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)有助于物流效率的提高。北斗系統(tǒng)相比GPS具有獨(dú)特的短報(bào)文通信功能。未來導(dǎo)航服務(wù)有望實(shí)現(xiàn)與物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,將各地的物流信息、貨運(yùn)信息發(fā)布在物流車輛配裝的北斗終端上,保證駕駛?cè)藛T對附近區(qū)域的貨物運(yùn)輸信息及時(shí)反應(yīng),縮短空運(yùn)路程,大大降低運(yùn)輸成本。貨運(yùn)車輛加裝北斗導(dǎo)航終端后,貨運(yùn)公司除可掌握到貨運(yùn)車輛在全國各地的的位置信息外,還可總控車輛調(diào)度,提高運(yùn)輸合理化程度。 綜上預(yù)測2012年起到“十三〃五”期間,隨著國防安全領(lǐng)域→行業(yè)領(lǐng)域→大眾消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域的層層拓展,對北斗終端的需求規(guī)模將依次達(dá)到幾十萬臺(tái)/套、百萬臺(tái)/套以及千萬甚至上億臺(tái)/套的終端需求規(guī)模。北斗應(yīng)用將不斷深入,需求逐步進(jìn)入爆發(fā)期。 二、北斗導(dǎo)航定位應(yīng)用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況分析 1、北斗技術(shù)格局 全國從事北斗產(chǎn)業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)很多,但具有核心競爭優(yōu)勢的企業(yè)并不多,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)上參與的公司主要有: (1)北斗一代技術(shù)格局 ? 北斗一代終端:優(yōu)勢公司主要有海格通信、國騰電子、北京航天恒星和星地恒通; ? 北斗一代運(yùn)營:目前主要有北斗星通、國騰電子、中國衛(wèi)星(下屬公司)均參與北斗一代運(yùn)營,并擁有用戶。其中用戶規(guī)模較大的北斗星通,通過參與遠(yuǎn)洋與漁業(yè)運(yùn)營,已擁有1萬多用戶。國騰電子也已擁有部分運(yùn)營用戶。 (2)北斗二代技術(shù)格局 北斗二代試運(yùn)營后,行業(yè)面臨重新洗牌,一代產(chǎn)業(yè)鏈上相關(guān)公司借助原有市場基礎(chǔ)優(yōu)勢將繼續(xù)在行業(yè)爆發(fā)中獲益,而新進(jìn)入者也有望在這次行業(yè)變革中建立自己的市場地位,北斗二代產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)技術(shù)的領(lǐng)先者才有可能成為行業(yè)領(lǐng)先者,目前在主要的技術(shù)優(yōu)勢企業(yè)如下: ? 芯片:海格通信、廣州潤芯、東莞泰斗、國騰電子、北斗星通、中國衛(wèi)星、華力創(chuàng)通等。目前,北斗二代單模和雙模芯片已經(jīng)研發(fā)成功。 ? 模塊:海格通信、北斗星通、合眾思壯等。目前,多系統(tǒng)兼容的板卡已經(jīng)研制出來。 ? 終端:海格通信、國騰電子、中國衛(wèi)星、海格通信、合眾思壯等。北斗二代終端有四種通用型和兩種特種型,目前正在測試和定型階段。 ? 系統(tǒng)集成:海格通信、海華電子。 目前北斗二號的系統(tǒng)集成規(guī)?;瘧?yīng)用僅有海格通信承建的廣州市公務(wù)用車使用管理系統(tǒng)項(xiàng)目,該項(xiàng)目以北斗系統(tǒng)為核心建設(shè)了監(jiān)控系統(tǒng),并完成北斗車載終端開發(fā)和近萬輛公車的終端安裝及運(yùn)維。 1、北斗芯片的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況分析 ? 在芯片級方面,北斗一代收發(fā)射頻芯片集成了接收通道和發(fā)射通道,并集成了接收發(fā)射頻率綜合器,通過片外少許的元件即可實(shí)現(xiàn)北斗一代射頻信號的接收和發(fā)射。目前廣州潤芯、北京廣嘉、北斗星通等企業(yè)北斗一代和北斗二代射頻芯片與模塊都在開發(fā)。因?yàn)楸倍芬淮l(wèi)星有容量限制,目前出貨量不大,主要應(yīng)用于海洋、漁業(yè)、地質(zhì)監(jiān)測、水文、森林等領(lǐng)域。 北斗二代射頻芯片設(shè)計(jì)要北斗一代芯片要簡單一些,因?yàn)楸倍芬淮K端需要收發(fā)功能,而北斗二代終端只需定位功能即可。 北斗二代終端如果只提供定位功能,就不需要功放;如其需要支持通信、授時(shí)等功能,則加上北斗一代功放即可。北斗二代與一代從頻點(diǎn)到衛(wèi)星定位方式都不一樣,如果要將北斗一代和二代集成到一起,那么射頻芯片必須是兩路,且有發(fā)射功能,基帶的設(shè)計(jì)在算法和架構(gòu)上都要改動(dòng)很大。 目前國內(nèi)有幾家企業(yè)已涉足北斗二代射頻芯片的研發(fā),如廣州潤芯、西安華訊、中電22所、北京廣嘉等。北斗二代基帶芯片參與者也有幾家具有實(shí)力的企業(yè),包括海格通信、和芯星通、東莞泰斗以及西安華訊等等。目前這幾家公司的北斗二代射頻和基帶芯片方面已經(jīng)有小規(guī)模應(yīng)用,還在不斷完善中。 目前國內(nèi)北斗多模解決方案仍主要基于射頻+基帶+應(yīng)用處理器的解決方案,已經(jīng)出現(xiàn)基帶內(nèi)集成處理器的ASIC方案。 射頻方面,具備商用化技術(shù)實(shí)力的公司主要有廣州潤芯信息技術(shù)有限公司和重慶西南集成電路設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司兩家。潤芯的RX3007芯片,采用0.13umCMOS工藝,并行雙通道一次變頻低中頻接收架構(gòu),支持BD2 B1和GPS L1頻點(diǎn)導(dǎo)航信號的雙模下變頻處理,內(nèi)部集成低噪聲混頻器、鏡頻抑制混頻器、帶通濾波器、自動(dòng)增益控制放大器、4bits 模數(shù)轉(zhuǎn)化器,兩個(gè)獨(dú)立的頻率合成器和低壓差穩(wěn)壓器等電路。該芯片在功耗方面領(lǐng)先國內(nèi)競爭對手,與國際先進(jìn)水平接近,雙模工作僅消耗電流29mA(3.3V供電電壓下),且供電電壓可以低至1.5V。 其他指標(biāo)見表1。 西南集成目前提供的是北斗多模射頻模塊方案SF95x 系列,支持BD2B1/B2/B3、GPS L1、GLONASS 等5個(gè)頻段,最近聽說也推出了0.13um CMOS版本的BD2/GPS雙模射頻芯片,具體型號未知。之前有支持BD2 B1的XN225芯片和支持GPS L1的XN203芯片兩款,采用0.18um BiCMOS工藝,一次變頻低中頻接收架構(gòu)。 華訊微電子的HX8211/HX8212芯片,支持GPS L1、BD2 B1、和Galileo E1等頻點(diǎn)應(yīng)用,其中HX8212是在HX8211的基礎(chǔ)上增加了兩級前置LNA,降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)到2dB,但電流消耗增加了3mA,主要性能指標(biāo)如表3所示。 在基帶方面,國內(nèi)水平最高的是北京和芯星通、西安華訊、海格通信、東莞泰斗微和北京東方聯(lián)星等幾家公司,其中海格通信主要以高端的軍用基帶芯片設(shè)計(jì)為主,暫未參與民用應(yīng)用領(lǐng)域。 和芯星通:Nebulas芯片支持北斗/GPS等多頻點(diǎn)信號,通過內(nèi)嵌CPU實(shí)現(xiàn)算法功能一體化,實(shí)現(xiàn)了單芯片可以自主定位。 該芯片采用90 nm工藝,支持定位輸出NMEA0183,自主定位2m(RMS)。但據(jù)網(wǎng)傳其基帶芯片雖有ARM的IP授權(quán),但內(nèi)核算法、底層架構(gòu),特別是RTK算法明顯源于SiRF公司,有一定知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。 西安華訊:公司及2010年研制成功兼容北斗二號和GPS的雙通道射頻芯片后,于2011年8月成功量產(chǎn)兼容北斗二號B1頻點(diǎn)和GPS的雙模導(dǎo)航定位基帶芯片,據(jù)其發(fā)布的信息透露,該芯片在北斗二號模式下的捕獲靈敏度達(dá)到-144dBm,跟蹤靈敏度為159 dBm,定位精度約5米。具有高靈敏度和功耗低的特點(diǎn)。 東莞泰斗:在北斗導(dǎo)航年會(huì)上發(fā)布了其開發(fā)的北斗/GPS組合導(dǎo)航數(shù)字基帶系統(tǒng)級芯片(SoC)TD1002,實(shí)現(xiàn)了北斗和GPS雙重導(dǎo)航系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別和切換,采用0.13um工藝和QFN64封裝,處理器內(nèi)核軟件可升級,除了輸出NMEA0183數(shù)據(jù)格式外,還可支持自定義的數(shù)據(jù)格式輸出,功耗相對較低。 東方聯(lián)星:公司自主開發(fā)設(shè)計(jì)的OTrack-32三系統(tǒng)兼容衛(wèi)星導(dǎo)航接收芯片可同時(shí)接收北斗二號、GPS、GLONASS衛(wèi)星信號,采用高速信號處理引擎技術(shù)和高性能構(gòu)架的32通道設(shè)計(jì)技術(shù),可滿足相關(guān)應(yīng)用指標(biāo)需求和快速捕獲功能,其熱啟動(dòng)1秒、冷啟動(dòng)小于35秒(據(jù)稱業(yè)內(nèi)領(lǐng)先),單點(diǎn)定位精度5m。 隨著北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn),在北斗ICD文件公布前,國內(nèi)北斗芯片主要企業(yè)必須進(jìn)一步提升國產(chǎn)化的射頻、基帶性能,為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終端設(shè)備提供自主的高性能芯片,實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)的自主控制,這才能有利于促進(jìn)我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用,促進(jìn)我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。 2、北斗模塊、終端的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況分析 國內(nèi) 北斗/GPS OEM 模塊的研究起步較晚,許多從事衛(wèi)星導(dǎo)航的企業(yè)并沒有掌握核心技術(shù),其技術(shù)水平處在利用國外導(dǎo)航芯片進(jìn)行二次開發(fā)的階段。 目前廣州海格通信、中電 10所、20 所、中航 704所、北京衛(wèi)信杰公司、北京東方聯(lián)星、國防科大等企業(yè)和研究院所具備了開發(fā)北斗/GPSOEM板的技術(shù)實(shí)力,而如廣州海格通信先后推出了北斗/GPS多系統(tǒng)OEM板。具有24個(gè)完全獨(dú)立相關(guān)通道;可獨(dú)立接收北斗/ GPS碼,每個(gè)通道都可跟蹤 北斗、GPS信號。 對于終端產(chǎn)品,目前國內(nèi)早期研發(fā)北斗終端的廠商包括廣州海格通信、北斗星通、天合導(dǎo)航通信、東方聯(lián)星、成都國騰等企業(yè)。全國從事衛(wèi)星導(dǎo)航的企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小,具有核心競爭力的大型企業(yè)較少,能夠掌握北斗核心技術(shù)、獨(dú)立開發(fā)產(chǎn)品的企業(yè)更少,僅有廣州海格通信等少數(shù)幾家企業(yè)能夠掌握導(dǎo)航核心技術(shù)。 海格通信目前在導(dǎo)航定位、系統(tǒng)集成、無線通信、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,掌握北斗一號、北斗二號、GPS、GLONASS、羅蘭C等導(dǎo)航芯片、模塊、終端到系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù),相關(guān)導(dǎo)航產(chǎn)品均為自主研發(fā)和生產(chǎn)。 北京北斗星通科技股份有限公司:主要業(yè)務(wù)是基于位置的信息系統(tǒng)應(yīng)用、衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)品供應(yīng)以及基于位置的運(yùn)營服務(wù)。 成都國騰電子:主要從事北斗基帶、天線、功率放大器、低噪放等關(guān)鍵元器件設(shè)計(jì)以及北斗終端的開發(fā)。 天合導(dǎo)航通信技術(shù)有限公司:主要從事衛(wèi)星導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)、導(dǎo)航通信融合技術(shù)、組合導(dǎo)航技術(shù)、3S技術(shù)集成的基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)產(chǎn)品的開發(fā)以及導(dǎo)航綜合信息服務(wù)。其它企業(yè)基本只生產(chǎn)北斗終端為主,核心芯片和模塊主要外購。 三、北斗導(dǎo)航定位應(yīng)用發(fā)展趨勢 1、北斗/GPS兼容接收機(jī)將會(huì)成為主流 各國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在建設(shè)過程中,相互學(xué)習(xí),又不斷競爭,促進(jìn)了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展。鑒于世界上多衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建立,今后用戶接收機(jī)將從單星座轉(zhuǎn)變成多星座,多星座兼容機(jī)的出現(xiàn)將大大提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位的可靠性、精度和實(shí)時(shí)性。 目前GPS在我國的應(yīng)用廣度和深度遠(yuǎn)高于北斗系統(tǒng),為促進(jìn)我國自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,未來北斗/GPS兼容接收機(jī)必將成為主流產(chǎn)品。在兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí),技術(shù)上不存在太大的問題,主要是進(jìn)行北斗和GPS基帶芯片、射頻芯片的集成,通過芯片化將復(fù)雜的器件和軟件集成,國內(nèi)如海格通信、廣州潤芯、東莞泰斗、北斗星通等相關(guān)企業(yè)和部分高校院所已在開展此方面的研究和開發(fā)。 2、智能交通的應(yīng)用仍然是重要市場 隨著定位技術(shù)的發(fā)展,集群網(wǎng)在全國普及,導(dǎo)航地圖市場化,導(dǎo)航終端產(chǎn)品日趨成熟,車輛監(jiān)控、防盜系統(tǒng),漁船調(diào)度系統(tǒng)正在飛快發(fā)展。車輛調(diào)度系統(tǒng)己從特殊車輛監(jiān)控、公交車和出租車調(diào)度向長途運(yùn)輸車監(jiān)控、物流調(diào)度及私家車的安全防護(hù)上發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸向?qū)I(yè)化發(fā)展。國內(nèi)已出現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)專業(yè)化車輛監(jiān)控中心和監(jiān)控服務(wù)公司。隨著北斗導(dǎo)航終端的日趨成熟,在智能交通的方面的應(yīng)車將成為重要的市場之一。 3、導(dǎo)航終端與通信系統(tǒng)相結(jié)合 導(dǎo)航終端與通信系統(tǒng)相結(jié)合,形成基于位置服務(wù)的LBS系統(tǒng)將是今后衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的另一個(gè)重要市場。這一市場產(chǎn)品的特點(diǎn)將呈現(xiàn)多樣性:手機(jī)或+衛(wèi)星定位;PDA+衛(wèi)星定位+通信模塊。網(wǎng)絡(luò)定位和衛(wèi)星定位組合;通過中心站和通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和位置查詢等。定位信息服務(wù)將成為北斗產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。隨著通信界的介入和人們對這一技術(shù)的認(rèn)可,基于位置服務(wù)的市場將會(huì)飛快發(fā)展并逐漸超過車輛導(dǎo)航 市場。 4、單一化的系統(tǒng)向綜合服務(wù)系統(tǒng)方向發(fā)展 長期以來,高精度衛(wèi)星定位都是以專業(yè)化應(yīng)用為主,一般都是一個(gè)企業(yè)購置三四臺(tái)接收機(jī),以多臺(tái)儀器為一組,同時(shí)觀測進(jìn)行衛(wèi)星定位。隨著衛(wèi)星定位技術(shù)在諸多領(lǐng)域的推廣應(yīng)用以及RTK技術(shù)逐漸成熟,隨著網(wǎng)絡(luò)RTK的出現(xiàn),在一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國家建立由若干個(gè)基準(zhǔn)站為基礎(chǔ)組成的綜合服務(wù)系統(tǒng),已成為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理的基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)了一網(wǎng)多用。這既節(jié)省了投資,又能實(shí)現(xiàn)信息共享。未來我國將不斷建設(shè)衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng),服務(wù)于規(guī)劃、地震、氣象、測繪、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通等各個(gè)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。 5、產(chǎn)業(yè)化向?qū)I(yè)化方向發(fā)展 產(chǎn)業(yè)化向?qū)I(yè)化方向發(fā)展,逐漸形成產(chǎn)品研制,產(chǎn)品生產(chǎn)、系統(tǒng)集成、應(yīng)用服務(wù)一條龍的產(chǎn)業(yè)化體系。產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展必然要走向?qū)I(yè)化,只有專業(yè)化才會(huì)有自主的北斗品牌產(chǎn)品。經(jīng)過國家重點(diǎn)扶持和企業(yè)多年奮斗,目前已出現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè),如生產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片、天線、模塊、終端的海格通信、廣州潤芯、陜西海通、北斗星通、國騰電子、合眾思壯、東莞泰斗等廠家,做系統(tǒng)集成與信息服務(wù)的海格通信、海華電子、北斗星通等企業(yè)。未來北斗專業(yè)化將會(huì)使產(chǎn)品越做越精,形成市場效應(yīng)。(編輯:智慧城市圈子邱文斌 作者:微信訂閱號:QWB_2014 來源:互聯(lián)網(wǎng)) 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