北斗导航产业现状及发展趋势
目录
1、全球卫星导航产业发展概况
2、我国卫星导航产业发展概况
3、市场细分监测应用领域发展分析
1、全球卫星导航产业发展概况
全球卫星导航系统(GNSS)特指所有卫星导航定位系统与导航增强系统的集合。目前主要包含：美国GPS（Global Positioning System）卫星导航系统、俄罗斯GLONASS全球卫星导航系统、中国的北斗（BDS）卫星导航系统以及欧洲Galileo卫星导航定位系统等核心星座；此外还包括为特定地区提供增强服务的Galileo系统（如北美的WAAS、欧洲的EGNOS、日本的MASAS及准天顶卫星系统的QZSS等）。这些覆盖了从美国到欧洲再到亚洲的主要国家和地区，并通过其精确度和可靠性满足各自的制导与 navigation需求。
卫星导航定位技术主要运用全球卫星导航定位系统所提供的位置信息以及速度与时间数据来实现对各类目标的精准识别与跟踪的一项前沿科技。相较于传统的导引与制导技术而言，在提供全时空范围内的实时动态导引与精确测向能力方面具有显著优势。全球卫星导航系统自诞生以来便迅速拓展其应用范围，在军事国防、安全监控以及经济管理等多个领域发挥着关键作用。这一创新性技术不仅改变了航空业与航海业的工作模式，在测绘精度与机械自动化控制等方面也带来了革命性的进步，并为positioning服务行业开辟了全新的市场空间。该技术不仅开拓了全新的信息服务领域，并且迅速发展成为推动相关产业变革的重要力量——即著名的"Satellite Navigation Positioning Industry"。
基于卫星导航定位技术在保障国家安全方面发挥的关键作用，这一产业通常被视为各国维护信息安全的战略性高科技领域。同时作为国际社会广泛认可的三大无线通信领域之一，并排行全球信息产业发展速度最快的领域
当前全球范围内已投入正式使用的卫星导航定位系统主要包括美国GPS、俄罗斯GLONASS以及我国自研的北斗星系列。其中 GPS 在全球市场中占据主导地位。
可被视为全球范围内首个也是当前卫星定位系统中最全面、最成熟的导航系统。其发展历程不仅标志着全球卫星导航定位技术的进步，同时也为整个行业树立了标杆标准。自2000年美国政府解除军用禁令后，在军事领域的应用逐步向民用延伸，并推动了该领域由军事向民用领域的快速扩展与进步。随着技术不断成熟，在各领域中逐步深入应用，在各领域中逐步深入应用，在各领域中逐步深入应用，在各领域中逐步深入应用，在各领域中逐步深入应用。GPS作为接收设备及系统的主流终端产品，在各行业均有其独特而广泛的应用场景：在测绘作业、数据采集分析以及精密机械制造、精细农业技术以及位移监测等领域均有应用；同时也在航空交通指挥中心的应用需求下得到广泛应用；此外在航海领域的船只定位支持以及汽车行驶过程中的实时导航需求也得到了充分满足；而在登山旅游等休闲活动场景下则主要以手持设备形式出现以满足便捷性需求
在人类信息社会中，在线信息约80%都与位置及时间相关联。该技术能够迅速地将位置与时间数据数字化处理，并已广泛应用于互联网及相关行业，并成为人们日常工作中不可或缺的工具。据《GPS World》杂志报道，其应用领域已经超过500个类型，并预计未来几年将以每年超过25%的速度持续增长。该领域内的专家普遍认为'GPS的应用仅受人类想象力的限制'。
经欧盟全球卫星导航系统管理局（The European GNSS Agency, GSA）发布数据显示
资料来源：欧盟全球卫星导航系统管理局
卫星导航系统经过与其他产品或产业的整合,正朝着更加广阔的领域稳步扩展
2、我国卫星导航产业发展概况
我国的卫星导航定位产业始于上世纪80年代初期，在遵循学习先进技术和理论的基础上进行消化吸收的同时实现了自主创新，并逐步发展成为一门较为成熟的技术学科。伴随着相关领域的发展需求与技术创新，并借助'北斗'系统的建设推动下，在基础理论研究方面取得重要进展，在芯片设计制造领域实现重大突破，在信号处理算法开发方面取得显著成效。在这一过程中我们已经获得了重要的应用经验和技术储备并且逐步实现了对关键核心技术的自主掌握呈现出以自主创新为核心的多元化发展模式。经过二十余年的发展积累与市场培育这一新兴行业已经快速进入新时期
参考国防科工委与国家发改委联合发布的《促进卫星应用产业发展的若干意见》（2007年11月），我国正积极推进以卫星通信广播、卫星导航、卫星遥感应用为核心的卫星产业发展。到2020年，计划实现应用卫星由试验应用型向业务服务型转变的目标已基本实现，并推动地面设备国产化率达到80%以上；同时要求 satellite application产业产值年均增速达到25%以上, 成为高技术产业新的增长点. 此外, 该文件还要求进一步加快北斗卫星导航系统的建设, 制定北斗民用导航政策, 推动北斗系统产业化发展;对于涉及国民经济、公共安全的重要行业领域须逐步过渡到采用北斗兼容其它导航系统的服务体制, 鼓励相关行业领域优先采用北斗兼容其它导航系统的服务模式. 2010年1月17日, 我国成功发射第三颗北斗二代导航卫星,标志着我国北斗卫星导航系统工程建设又迈出了重要一步；目前 satellite组网工作正按照既定计划稳步推进.
2006年~2016年我国卫星导航与位置服务产业产值分布图
该年度发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，简称‘白皮书’。数据显示，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后，在经历了持续增长后），在经历了持续增长后），在经历了持续增长后的这一关键数值
该年度发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，简称‘白皮书’。数据显示，在经历了持续增长后的这一关键数值
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该年度发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，简称‘白皮书’。数据显示，在经历了持续增长后的这一关键数值
该年度发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，简称‘白皮书’
2016年我国卫星导航与位置服务领域相关企事业单位数量达到约1.4万家。从业人员规模约为45万人。经不完全统计数据显示,截至2017年4月,业内上市公司(含新三板)总数已达53家。相关上市公司占有的产值约占全国总产值的十分之十点八七。值得注意的是,产业集中度有所提高。
白皮书明确指出，在国家测绘地理信息局的统筹下
- 北斗在大众应用领域持续拓展
基于卫星导航与位置服务市场的研究结果表明，在用户的消费群体分布情况基础上，则主要包含有特殊（安全）应用市场、行业相关领域应用市场以及大众（个人）用户的应用场景三大类。
2016年成为我国产业发展的重要组成部分之一，在此期间, 我国行业的卫星应用逐渐向交通运输、车辆监管、电力供应以及农业等基础行业延伸, 并深入到渔业管理、公安执法以及林业资源等配套服务领域. 在2016年期间, 大众应用市场成为我国产业发展的重要引擎, 各类可穿戴设备监测跟踪系统、移动健康医疗平台以及城市快递物流等细分领域均实现了跨越式发展. 作为产业发展的高端细分市场, 特殊应用市场在这一年间进一步完善功能定位, 通过大量部署军用装备监控系统以及警用安防设备, 有效支撑了特殊市场的稳定增长
根据最新统计数据显示
2.北斗在新兴市场规模化应用逐渐显现
白皮书明确指出, 2016年相关行业市场的地位至关重要, 占据了产业发展的核心位置. 卫星定位技术（北斗系统）的应用已经深入渗透至交通运输业, 船舶监管机构, 电力系统, 农业生产, 渔业发展, 公安机关, 生态林保护等多个领域. 同时, 普通消费者使用的大众级应用市场则承担着推动产业发展的重要职责. 在这一年里, 这个平台不仅扩大了覆盖范围, 更是在监控跟踪类可穿戴设备, 移动健康医疗设备, 城市物流配送系统（快递）以及智能汽车开发这几个细分领域都实现了重要突破. 最后一段提到的高端战略平台——特殊应用市场主要服务于军事用途, 消防应急响应以及公共安全保障等多个方面. 此外在这个市场上卫星定位技术得到了大规模的实际运用特别是在警用装备和服务防灾减灾等领域实现了重要部署并在此基础上实现了稳定增长目标
白皮书明确指出，在2016年之后逐渐显现了一些新的规模化应用领域。这些领域包括电动自行车的安全防范系统、共享单车智能管理平台以及城市智慧管线监控系统等。尽管总体规模尚小却展现出强大的生命力未来最具发展潜力的应用领域主要集中在特殊人群关怀与保护技术发展城市快递配送智能化优化以及移动医疗与远程诊断服务等领域。值得注意的是卫星导航与位置服务领域的市场潜力不可小觑目前各地已将北斗系统的应用视为经济发展的重要动力
- 共享单车位置服务规模超170亿元。以卫星导航和移动互联网为核心技术的共享单车在2016年取得飞速发展，数据显示我国自行车出行年化市场规模超过1700亿次，如果以1元单价和10%的市场渗透率计算，未来共享单车所形成的位置服务市场规模会超过170亿元，市场前景广阔。
- 车辆自动驾驶应用已显实用性。国内有关单位通过产学研用结合所共同开发的北斗自动驾驶技术，通过低成本高精度北斗定位技术和辅助系统，普通小汽车自动驾驶改造成本已经降至5万元以下，而且实现了多辆自动驾驶车辆道路信息的共享。
- 四成以上的手机支持北斗定位。2016年国产低功耗、高集成度智能手机北斗定位芯片实现规模量产，支持北斗定位功能的手机日益普及。截止去年8月，在新申请入网的3500余款手机终端中，支持北斗定位功能的款型占比超过40%。
在"百城百联百用"行动中，中国卫星导航定位协会提出了构建"智慧城市燃气管网信息化管理系统"的应用方案，并为各地燃气企业提供燃气安全预防性实时监控与预警服务支持。该方案预计年均收益可达3000万元，并有望推动全国级市场发展至2亿元规模。此外，在供水排水、城镇供热等领域，北斗精准服务已形成成熟应用模式；同时，在相关管网领域也具备拓展潜力，未来可开拓空间位置服务新兴蓝海市场空间规模超过1500亿元
该国制定的一系列政策措施也是推动2016年卫星导航与位置服务应用普及化、综合集成及全球化的重要部分原因之一。在2016年期间，在深化与"一带一路"倡议及信息化发展战略协作的基础上，《中国对阿拉伯国家合作政策文件》《国家信息化发展战略纲要》等一系列重要政策文件的出台，则将进一步有效促进其在政治服务、经济发展以及对外交流方面发挥关键作用。
中国卫星导航定位协会是唯一一家在该领域具有国家层面行业地位的行业协会组织。自2011年以来,该协会每年都会发布《中国卫星导航与位置服务产业发展报告》,该白皮书在行业内产生了深远的影响,为政府部门制定相关政策和决策提供了重要依据,是行业发展研究的重要参考资料,为企业制定发展战略提供了可靠的数据支持,为公众全面了解这一产业领域的发展状况提供了重要窗口
3、市场细分监测应用领域发展分析
针对特定目标受众的高精度GNSS市场旨在满足特定需求而建立在满足特定领域需求的基础上
该技术主要是针对物体在外力作用下空间位置发生变动而开展的位置追踪与分析方法
卫星导航技术应用于形变监测的研究始于20世纪80年代以来，并经历了持续的发展与完善过程。随着差分技术和高频率采样方法的不断涌现与应用优化，在动态形变监测领域取得了显著的技术优势，并逐步拓展至建筑物健康监测、工程结构物诊断及设计检验等多个领域。目前而言，在地质灾害、交通规划、水利建设以及水电工程等领域均普遍采用该技术手段来进行精确位移监测与评估研究。根据上海产业研究院发布的《高精度卫星导航定位产业市场研究报告》，截至2015年我国该领域的市场应用规模已达7.96亿元人民币（注：此处为数据转换示例），较上一年增长了2.4%
数据来源：上海产业技术研究院
自2017年以来,北斗系统建设已进入关键阶段,目前市场格局呈现分散态势
在各个细分领域中可以看出,企业目前的主要业务集中在位移监测领域以及智慧城市的相关通信业务增值服务
据统计，2015 年，中国卫星导航位移监测市场规模达到15.27 亿元，同比增长24.55%。
4**.1****地质灾害行业应用及进展**
中国的地质灾害问题尤为突出，在全球范围内造成严重威胁。
地质灾害监测主要通过高精度卫星定位产品采集被监测对象的空间位置数据，并实现预报警告功能以减少人员及财产损失。灾害监测业务涵盖洪水、泥石流、地震等自然灾害的实时监控与预警工作。自"十二五"以来，国土资源部联合财政部等多个部委制定了针对地质灾害预防的资金支持方案，并发布了多个省份的地质灾害防治专项规划，在自动化预警系统建设、群测群防体系构建以及应急演练等方面加大了相应的投入力度。
近年来各类自然灾害此起彼伏发生,使得社会各界普遍重视事前的防灾减灾和建筑工程的位置变化问题.卫星导航技术的应用实现了监测工作的高效精准与持续更新.如今已广泛应用于多个领域,如建筑物沉降监控.水文安全测控以及公路交通状况评估等.
地质灾害监测因其受到相关部门的推动与财政的支持而呈现出快速发展的态势，并在位移监测领域占据主要地位。
地质灾害监测业务目前在宁乡市、邵阳市以及常德市范围内开展试点工作。位于该地区的普通地级市共有2995个监测点需要实施相关技术措施，在其中一项一期工程项目中仅包含50个监测点。项目的主要实施方式包括建设+服务费以及企业自建两种模式分期分批推进。我国作为多发地质灾害国家之一，此业务具有较大的市场需求
4**.**2轨道交通行业应用及进展
借助差分技术在卫星定位中的应用这一手段，在实际操作中实现了测量精度及实时性的显著提升。在实际操作过程中，并非所有测站都依赖于绝对通视条件；相反地，在复杂的天气状况如雨雪环境中仍可实现即时监控。这使得高精度应用领域得到了更广泛的应用与发展。交通位移检测主要包括铁路工程、桥梁结构以及公路工程三个主要类别。其中，在公路工程方面则进一步细分为路基位置变化、边坡变形情况以及隧道内部空间的变形程度分析三个子项。
我国高铁运营里程已突破3万公里，并占全部高铁线路的约70%，最高时速超过每小时300公里。路基与轨道系统的微小变形可能引发重大安全隐患，并随时间推移其发生概率持续上升。目前仅有北斗微芯具备实现500米轨旁高程变形监测精度达2毫米的技术实力。无论是建设+服务模式还是自建后收费模式都具有广阔的市场前景。目前正在进行小范围试点应用
4**.**3水利水电行业应用及进展
水利——大型桥梁的桥墩长期承受水流的冲击作用，在水平方向可能会出现位移甚至滑动现象；而桥梁与桥面在汽车通行时必然会在垂直方向上出现垂曲变形和振动问题。此外，在水利建设中，默认情况下大坝会受到上下游水位落差压力的作用，在这种情况下大坝必然会经历挠曲变形或水平方向上的位移变化；同时利用卫星导航系统能够监测到大坝在不同方面的变形程度，并以此来评估大坝的安全状况。
水能——水电站监控保护系统则是对这一能量转换过程全方位且整体上进行监管、协调控制以及必要的防护措施的大型设备体系。该系统主要负责监管输水发电设施、水力机械装置及其相关设备、电气设备以及泄洪闸门等设施的运作状态，并确保这些设施能够安全高效地运转。
水利行业的实时监控工作重点包括大坝河堤等关键部位。在湖南省境内已建立的大坝水库数量超过50座，并且这些水库通常情况下，则需设立不少于20个的监测站点。此外，在本方案中还应用了北斗微芯的渗漏与管涌检测技术。就目前而言，在传统模式下运营一个大型水坝或水库每年所需的人工及维护成本高达4,876万元至6,876万元之间。采用我们公司的创新方案后，则可以使这一成本下降约41%，最终降至约2,911万元至4,138万元之间。
4**.**4通讯增值服务方向应用
增值业务主要体现在中国卫通集团股份有限公司致力于为宽带卫星地面应用的推广、应用于和运营提供行业代理授权服务。这些服务主要针对地质灾害工程应用的需求，并带来了与数据流量相关的增值服务。
目前企业已获授权湖南、湖北两省智慧城市型业务通信服务领域的exclusive经营权。随着北斗组网及各项应用项目的逐步推进，在未来五年内预计可拓展5至10亿元的巨大市场空间。
5、位移监测市场发展特点
- 应用范围不断扩大，在地质灾害监测方面呈现出快速发展的态势
- 卫星导航与其它技术之间的融合日益紧密
在位移监测的应用场景中，卫星导航定位技术通常采用作为位移监测的一种技术手段，并与诸如压力监测、湿度监测等其他多种技术融合在一起。这种整合使得为用户提供包括位置、压力等在内的大量实时动态数据信息。同时，在结合用户的行业管理需求后，“从简单的位移获取”升级到业务流程的整合优化以及效率提升层面，并正逐步形成围绕系统集成延伸的服务市场
5.1竞争格局
卫星导航位移监测系统的应用范围较为广泛，在多个行业领域均展现出显著价值
5.2影响因素
当前位移监测的发展需求日益紧迫。大部分位移监测相关应用集中在国家级基础设施项目中，这些项目具有较高的资金投入要求、较长的实施周期以及持续性的维护投入需求，并且对国家政策依赖程度较高。目前我国在位移监测领域仍存在较大的应用缺口，在这一领域相关的用户对于高可靠性的通信与导航设备迫切需求
新型技术的社会认可度显著提升，并拓宽了位移监测的应用领域。相较于发达国家而言，在我国高精度位移监测技术的起步阶段尚显滞后。例如，在城市基础设施建设领域中，欧美国家已经实现了对位移监测技术的广泛应用，并建立了完整的自动化的实时监控和预警系统。我国目前对于某些领域的应用仍处于学习和认识阶段。尽管国内厂商在技术水平方面已接近甚至超越了国外厂商的产品参数，在某些关键指标上已达到或领先于国际先进水平；但其市场渗透率仍有待进一步提高。随着对高精度位移监测技术认知度的不断提升,该行业的未来发展潜力巨大.
5.3整体规模预测
卫星导航位移监测技术的主要应用场景之一便是地质灾害监测，在这一领域内预测数据显示，在未来几年内其市场规模将以每年15%以上的速度稳步增长。随着国家出台相关支持政策并加大资金投入力度，在这一背景下高层建筑及高速公路的变形问题将会成为行业内的重点考察对象和研究方向之一。综合考虑各项因素后专家普遍认为未来五年间该领域的市场需求量与供给能力之间仍存在较大缺口这一趋势将进一步推动整个市场的健康发展状况向上发展。据估算数据显示截至2025年全球范围内相关设备市场规模预计将达到450亿美元
到42.40 亿元，年均复合增长率22.66%。
2016-2020 年我国位移监测市场规模预测
6、进入行业的主要壁垒
6**.1****业务模式壁垒**
GNSS产业属于新兴领域。与常规电子行业不同的是 GNSS 行业无法单纯依赖资金投入来实现产能积累以占据市场。多年来，在 GNSS 行业中不断有来自电子和通信行业的大型企业进入这一领域后又陆续离开。这一现象的主要原因在于这些企业未能充分理解其商业模式。
无论是在专业应用市场还是大众消费市场中，掌握用户的业务模式、了解用户的实际需求以及开发符合市场需求的产品都是至关重要的任务。在GNSS业务模式的发展过程中，则必须遵循'深入分析客户需求--致力于积累核心技术储备--创新设计个性化解决方案--构建覆盖行业及大众的销售网络'这样一条良性发展的技术路径。
6**.2****技术壁垒**
GNSS应用领域涵盖卫星导航系统的空间段技术、增强系统技术以及接收机核心技术等多个方面。这些技术和GIS、遥感、通信等领域的交叉融合具有重要意义。其中的空间段涵盖导航卫星星座辅助/自主定轨技术和相关信号体制；而增强系统则涉及实时大气模型优化、基准站点数据处理及服务等内容；其核心技术涉及射频电路设计（射频）、中频放大器优化（中频）、基带信号处理（基带）、算法开发（算法）以及软件实现（软件）。需要注意的是，在这一朝阳产业中，当前的发展水平尚处于起步阶段，在制定行业战略和发展方向时具有重要参考价值。此外，在产品设计开发（设计）、仿真模拟（模拟仿真）、制造工艺（制造）及测试调试（测试调试）等关键技术平台的支持下，GNSS产品的研发质量得到了全面提升。对于国内市场而言，在短时间内新企业的 entering competition 仍面临较大挑战
6**.3****人才壁垒**
我国尚未形成完整的GNSS行业人才培养与教育体系，在这一领域主要面向电子与测绘相关领域的从业人员约占主导地位。由于相关专业人才匮乏，在这种背景下许多GNSS企业不得不得独立构建属于自己的专业人才团队。就人才储备而言，在这一过程中具有明显优势的是一些先发领域的领军企业；而相对而言则面临较大挑战的是那些新入场的企业
6**.4****管理壁垒**
该行业对管理者技术水平有较高要求，并需准确把握技术发展及市场与产业动态；研发生产销售及服务环节均需较高的综合管理水平；在我国该领域相关专业人才和技术人员相对匮乏；同时在该行业的高层次管理人员方面存在不足；建设管理观念与专业人才队伍是一项长期而重要的任务；目前仍是一个阻碍行业发展的重要因素；组建优秀技术和管理人员团队将耗费大量时间和资源；由此可知在先发领域企业积累了显著的经验优势；新进入者在此领域面临较大的管理模式障碍
6**.5****资金壁垒**
高精度GNSS领域属于资金密集型产业，在成长周期上较为漫长，在资本需求方面尤其注重长期资本的支持力度较大。就前期资本的投入门槛而言相对较高，在应用领域不断扩大过程中其技术标准也在不断提高，则必须保持持续的资金注入以维持公司的持续技术创新和产品迭代升级。对于潜在参与者而言需面对巨大的资本支出压力。