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北斗导航产业的2021年:军用、民用市场两开花

日期:2021-01-11 / 人气:

刚刚过去的2020年称得上是北斗系统之年。2020年我们见证了北斗三号系统的正式开通,卫星导航覆盖范围扩展至全球;实现了北斗三号空间段、地面段建设的进一步深入,星基、地基增强服务从满足基本需求向多元化发展;推动了北斗在众多领域的融合应用。

 

历经20年建设与发展的北斗系统,我国的卫星导航产业链得到了长足的发展。而2020年的7月份北斗三号导航系统的建成开通,也让产业链进入了向高精度位置应用发展的关键期。

 

 

01

 

 

卫星导航产业链全面升级

众所周知,全球卫星导航系统(GNSS)是由星座空间段、地面运控段、用户系统段三部分外加一个环境增强段组成。

 

 

图源丨北斗官网

 

对应北斗卫星导航系统,北斗的空间段由30颗卫星组成,包括3颗地球静止轨道(GEO)卫星、3颗倾斜地球同步轨道(GSO)卫星和24颗中圆地球轨道(MEO)卫星;地面段由主控站、注入站、监测站等30余个地面站以及星间链路运行管理设施组成;用户段包 括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端设备、 应用系统与应用服务等。

 

①空间段完成全球组网,星基增强服务能力大幅增长

北斗的高精度定位应用是目前北斗在各行业的主要应用之一。而增强系统的建设,可以有效修正卫星导航的主要误差来源,实现卫星导航定位精度的改进。

 

 

一般情况下,卫星导航增强技术可以分为星基增强技术(SBAS)、地基增强技术(GBAS)和空基增强技术 (ABAS)这三种技术。在实际应用中,星基增强以及地基增强应用较多。

 

 

与地基增强系统相比,星基增强系统不受限于地形以及网络的传输,可以实现无缝高精度定位。目前我国已有多家公司针对高精度应用需求开发了对应的星基增强产品,包括千寻、合众思壮等国内企业都发布了相关的建设计划。

 

 

图源丨网络

 

 

除了我国的北斗星际增强系统(BDSBAS),世界范围内还有多个星际增强系统运行或者正在建设,包括联邦航空局广域增强系统(WAAS)、欧洲地球静止卫星导航重叠服务系统(EGNOS)、俄罗斯差分校正和监测系统(SDCM)、日本多功能卫星增强系统(MSAS)、印度 GPS 辅助型对地静止轨道扩增导航系统(GAGAN)等。

 

 

 

与此同时,低轨星座的建设也可以有效提高星基增强的服务能力以及实际应用的可行性。这是因为GNSS卫星短时间内空间几何构型变化不显著,导致用户想要高精度定位需要相对较长的初始化收敛时间,限制了大规模的推广与应用。而低轨星座的建设可以从根本上解决初始化收敛时间较长的问题。目前,我国正在建设的“鸿雁”、“虹云”“天地一体化信息网络”等通信星座均考虑了低轨卫星增强的需求,“微厘空间”、“箭旅镜像”更是主打低轨高精度增强服务。未来低轨星座建设及相应星基增强技术的成熟,将进一步提高星基服务能力,为偏远地区提供高精度定位服务。

 

 

②地面段补充多元的地面增强系统服务

 

据了解,目前我国已建设超过2600个北斗地基增强系统,可提供动态厘米级和动态毫米级的服务;在全球建设 100 多个站,预计到年底完成的框架站 200 个左右,可在海外提供动态亚米级和静态厘米级的精度服务。地面增强系统的建设完成可以为高精度应用市场的拓展提供基础。

 

 

 

图源丨千寻网络

 

除了国家层面的地基增强系统,在北斗与5G、物联网、大数据等技术深度融合的启示下,包括海格、六分科技等企业均在精准时空体系、地基增强网络等有所布局,相信在更多产业链企业的参与下,可以为高精度应用提供基础条件。

 

③用户段已形成完整产业链

令人惊喜的是,从基础器件、终端到运营,用户段已形成一个完整的体系。上游厂商提供基础数据、基础数据处理软件以及芯片、模块、 板卡、天线等基础器件,为完整终端制造提供所需条件;中游厂商负责终端设备的 制造和软件、硬件与通信技术集成解决方案的提供;下游厂商负责卫星导航业务的 服务运营,根据应用方向可以分为行业、特殊和大众市场。

 

 

图源丨北斗官网

 

不仅如此,包括芯片、高精度天线、模块、板卡等产品都迎来了更新换代,逐步向未来市场布局。

  • 芯片:我国目前已拥有多品种北斗三号芯片产品,满足多元应用需求。2020年9月中国卫星导航系统管理办公司发布的北斗三号民用基础产品推荐名录(1.0 版)中,公布了 5 款 RNSS 射频基带一体化芯片、2 款双频多系统高精度射频基带一体化芯片、6 款多模多频宽带射频芯片(全球信号)。
  • 高精度天线:面对北斗导航未来多元应用领域,多家厂商从传统的测量天线、基站天线外, 还面向智能网联和自动驾驶等领域,积极开发了车载、无人机载天线等产品。

 

④标准化工作稳步推进

 

2015年,中国卫星导航管理办公室完成并发布了《北斗卫星导航标准体系表》(1.0 版),覆盖卫星导航基础、工程、应用层面,有力地支撑了北斗卫星导航系统建设和应用产业化发展。随着北斗卫星导航系统发展和进步,2019 年启动了国家卫星导航标准体系修订工作,目前 《北斗卫星导航标准体系表》(2.0 版)完成征求意见,预计将尽快正式完成。新的北斗卫星导航标准体系公布,将为未来北斗标准化工作提供顶层指导依据。

 

 

 

在国家卫星导航标准体系的指导下,中国卫星导航系统办公室分别于2019年11月25日和 2020年11月28日公布了16项北斗专项标准和19项北斗领域国家标准,涵盖了基础、数据格式、芯片、模块、终端、模拟器和全球连续监测评估系统等多个重点领域

 

 

 

 

不仅如此,北斗导航系统的国际标准化工作也取得了重大突破:

  • 国际民航方面,北斗B1I、B1C、B2a信号加入国际民航标准;
  • 国际海事方面,北斗系统成为第三个被国际海事组织认可的世界无线电导航系统,完成船载北斗接收机设备性能等标准;
  • 移动通信方面,北斗三号B1C信号接口格式提案通过。国际标准化工作取得突破,有利于在国际市场推广北斗产品,扩大潜在市场规模。

 

 

02

 

 

高精度导航应用广阔

①民用市场前景光明

北斗产业链的全面升级,让产业链的结构显得更加成熟,在北斗系统建设完成后接近半年的时间,我国卫星导航与位置服务的产业规模不断扩大,行业整体处于快速增长周期内。

 

 

据此前的数据统计,2012年,上中下游产值占比分别为16%、72%和12%;而2019年上中下游产值占比变为10%、46%和44%。近年来卫星导航产业上中游竞争加剧,价格稳中有降,而下游运营服务随着更深层次、更广维度、更大范围的应用,将获得更高增速和更大市场空间,是产业成熟度进一步提升的表现。

 

 

 

 

 

而在新一代通信、区块链、物联网等新技术与北斗的深度融合应用下,也催生出了精细农业、精准物流、自动驾驶、智能交通等新模式、新业态,各类细分赛道迎来了发展的机遇。

 

在这背景下,智慧城市以及智能网联车赛道将成为北斗民用市场的重点。

 

在国家的持续政策推动和引导下,北斗的高精度时空数据为智慧城市的发展提供了重要基础,当前我国已进入进入智慧城市全面发展期。其中,我国已进入进入智慧城市全面发展期。

 

北斗导航对汽车智能化、网联化发展趋势意义重大,随着自动驾驶、网联等级的提高,汽车行业对高精度导航定位信息需求将显著增加,智能网联汽车将成为高精度导航应用下一个风口。目前直接地位的调节尚不成熟,高精地图将是率先落地的应用。

 

 

图源丨网络

 

②军用市场增长或率先落地

作为国家的重要空间基础设施,北斗可以提供高精度时空基准,对提升联合作战能力,战场智慧能力以及武器精确打击能力等方面有着重要的作用。

 

 

 

 

除此以外,面对当今无人化、智能化的现代军事发展趋势,北斗导航可以提供高精度、统一的时间、空间信息,为人机交互、机机交互以及实现协同作战提供技术基础。更重要的是,北斗模块将成为我军武器装备基础部件。

 

考虑到强军目标以及国防信息化的推动作用,北斗的军用市场或将率先爆发。

编辑:河南北斗


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