北斗卫星大国重器,自主可控全景解析
北⽃卫星⼤国重器,⾃主可控全景解析
2020年,我国⾃主建设、独⽴运⾏的全球卫星导航系统全⾯建成,北⽃卫星导航系统正式拥有全天时、全天候、全球覆盖的服务能⼒,成为继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个全球定位导航系统,战略意义重⼤。
⽬前北⽃三号已开通运营,可为全球⽤户提供导航和授时服务。从1994年到2020年,⼆⼗六年漫长历程,中国北⽃在导航领域成就了⼀段波澜壮阔的东⽅传奇。
站在投资的⾓度,卫星导航产业链涉及领域较多,上中下游环节之间联系紧密,具备上游技术优势的公司能够确保中下游产品性能和成本控制能⼒。近期,开源证券研究所通信团队发布深度报告《北⽃导航跻⾝头部序列,产业链⾃主可控空间⼴阔》,为您深度剖析北⽃卫星导航系统产业链中真正具备竞争优势的优秀投资标的。
卫星导航:赋能物联⽹应⽤产业⽣态
卫星导航指采⽤导航卫星对地⾯、海洋、空间⽤户进⾏导航定位的技术。结合传统导航系统的优点,实现全球⾼精度被动式导航定位。由导航卫星(空间部分)、地⾯台站(跟踪、测量和预报卫星轨道并对
卫星上设备⼯作进⾏控制管理)和⽤户定位设备(接收卫星信号并解调、测算参数)三个部分组成。
卫星导航由三部分构成
近年,卫星导航与位置服务产业市场规模不断扩⼤。2019年全球市场规模达到3479亿美元,随着⽀持卫星导航的智能⼿机快速发展以及政府、商业、军事、⼯业领域对⾼精度卫星导航解决⽅案⽇益重视,全球卫星导航市场将会进⼀步增长,预计到2025年,规模达7300亿美元。
全球导航与位置服务产业规模预计持续上涨
根据中国信通院数据,亚太地区将是未来⼗年全球市场增长的主要地区。欧洲与⽇本由于⼯业体系发达,其GNSS产业发展在某些细分领域有⼀定技术优势,俄罗斯导航卫星起步早,但其对卫星的产业发展才刚刚开始重视,中国GNSS产业进⼊较晚,但奋起直追发展迅速,已占全球市场的11%。北⽃卫星导航系统及其兼容产品对国内卫星导航应⽤市场的重要领域普及率达到80%以上,在全球市场具备较强的国际竞争⼒,有望提升中国GNSS全球市占率。
我国全球GNSS产业市场份额仍有较⼤提升空间
卫星导航产业链100%⾃主可控
卫星通信系统主要涉及空间段、地⾯段、⽤户端三个部分。空间段部分包含卫星制造和卫星发射,由于涉及国家核⼼技术、国防安全等因素,主要由国家组织或机构投资建设。地⾯段包括⽹络设备和地⾯设备,涉及⼤量基础器件、终端、等,产业价值较⾼,是市场竞争焦点。⽤户段包括导航、测量、授时等应⽤,由于智能化⽔平的提⾼,使相关服务需求量⼤幅上升。
卫星通信系统涉及空间段、地⾯段、⽤户段
地⾯段、⽤户段基础产品技术⾰新,实现⾃主可控春节怎么过
基础器件是北⽃信号传输的基础与核⼼。上游基础器件主要包括天线射频芯⽚、基带芯⽚及板卡,板卡即射频芯⽚和基带芯⽚的集成,通过天线接收信号传输⾄射频芯⽚后进⾏模数转换,再由基带芯⽚进⾏信号处理,并将信息传输⾄应⽤系统,最终向⽤户传输。基础器件的性能决定了整机的性能和信号传输的质量,在终端成本中占⽐较⾼。
广州地铁时刻表基础器件通过配合完成信息传输
1、芯⽚:国产后来居上,集中趋势提升豪杰之士肝胆照人
各类芯⽚通过组合作⽤,进⾏信息接收、处理、传输。卫星导航芯⽚包括RF射频芯⽚、基带芯⽚、微处理器芯⽚组,相关设备通过芯⽚可接收北⽃卫星发射的信号,最终完成定位导航的⼯作。RF芯⽚通过频点接收或发射信号,在芯⽚中成本较⾼。基带芯⽚负责合成基带信号或针对信号解码,是影响定位精度的核⼼因素,⽬前博通等⼤企业掌握专利优势。
国内产商逐步突破技术瓶颈后来居上,总体性能达到甚⾄优于国际同类产品,北⽃三号芯⽚实现国产替代。⽬前北⽃三个频段中,军⽤B3频段仅对国内企业开放权限。经技术突破,专利转移等,⼚商规模化⽣产和研发能⼒逐步提升,部分企业推出双模/多模芯⽚产品,并实现量产,国内芯⽚⼚商基本达到国际同等⽔平,北⽃三号的芯⽚实现了100%国产化率。⽬前国产北⽃芯⽚进⼊28nm新时代,22nm双频定位芯⽚已具备市场化应⽤条件,即将进⼊量产。全频⼀体化⾼精度芯⽚正在研发,北⽃芯⽚性能将再上⼀个台阶。
国内⼚商陆续推出多款北⽃芯⽚产品
2、天线:负责接收与转发信号
北⽃天线是信号接收的前提,与国际领先⽔平相当。北⽃天线⽤于接收北⽃卫星的信号,相⽐⾼精度芯⽚和模板,北⽃天线的国产替代率较⾼,国内市场份额达到90%,已出⼝⾄100余个国家和地区,技术⽔平基本与国际领先⽔平相当。
国内产商基本实现北⽃天线⾃主可控
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3、OEM板卡:信号⽣成基础器件
OEM板卡已打破技术垄断,性能接近国外主流⽔平。OEM板卡即通过芯⽚、电路和相关嵌⼊式控制软件,集合⽽成的板级产品,相当于电脑主板,在信号接收后进⾏信息的解调和解算。早先市场主要被Trimble、NovAtel和Javas等海外公司占据,导致价格⾼昂。2016年,上海司南导航突破⾼精度北⽃/GNSS模块核⼼技术推出拥有覆盖北⽃三频段以及GPS定位卫星系统信号的接受能⼒的OEM板卡AT100,并实现规模化市场应⽤,打破海外公司对中国⾼精度OEM板卡的技术垄断,2018年国产OEM板卡市场份额约为30%。当前板卡领域主要公司包括合众思壮、司南导航、北⽃星通、华⼒创通等公司,已有多款北⽃OEM板卡产品投⼊市场使⽤,其中华测导航⽣产的⾼精度OEM板卡接近国外主流⽔平。
国产ORM板卡产品丰富,⽀持多系统全频段⾼精度定位
4、接收机:产值超百亿,国内⼚商众多,集中化有望提升
接收机是⽤来收集处理天线接收到的电磁信号。接收机抑制不需要的噪声,并对需要的信号不增加任何噪声或⼲扰。GNSS应⽤⼲变万化,但最终还是要汇聚到接收机这⼀载体上,所以GNSS接收机是G
NSS系统和技术与产业的对接点。根据中国卫星导航定位管理中⼼数据,产业内⼚商众多,⽬前有近百家北⽃接收机企业。随着GNSS系统变⾰和应⽤服务对象的变化,GNSS接收机系统技术创新已经显得尤为迫切,全产业链布局的企业有望进⼀步整合,形成全源环境感知和泛在精准服务,提升⾏业集中度。
产业链中游:市场成熟,格局稳定
终端设备和系统集成价值占⽐有所下降,国内⼚商⼀般同时覆盖中游两个环节业务。卫星导航的产业链中游分为终端设备和系统集成,2019年中游产业链价值占⽐为45.84%,2019年终端设备和系统集成的价值占⽐分别为34.57%与
12.89%,处于下降趋势。相关⼚商⼤多同时覆盖终端设备和系统集成业务,随产业链价值向下游转移,未来可能开展相关运营服务。
终端设备承载导航定位功能,是发展⽔平的重要体现,竞争集中于消费终端。产品包括车载导航终端、便携式导航终端、⾼精度测量终端等。进⼀步可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,主要⽤于军⼯等领域,对精度要求⾼且价格昂贵;消费终端包括各类导航终端,⽤于车辆导航、监控、信息服务等。消费终端的市场准⼊门槛较低,规模⽐专业终端⼤,民企进⼊较为容易,因此终端产品的市场竞争集中于消费终端市场。北⽃导航系统在消费终端应⽤的⼴度和深度取决于产品价格的下降和技术的进步。
北⽃终端有多种产品类别
终端产品是产业发展⽔平的重要体现,相关⼚家进⾏上游产品布局以保证终端质量,国内终端产品市场格局稳定。终端设备由功率放⼤器、射频处理、低噪放、基带处理等模块组成、结构相对复杂,最终产品的性能及性价⽐等取决于各模块、元器件⼯艺的制作和设计⽔平,⼤部分终端⼚商为保证产品竞争优势,通过合并、研发等⽅式布局上游产品。军⽤终端对可靠性和安全性要求较⾼,且涉及国防安全不允许外企进⼊,推动国产终端产品⾰新,⽬前,华测导航、南⽅测绘、中海达和合众思壮产商占据⾼精度装备产品90%以上市场份额。
终端产品市场集中度⾼
荷花简笔画图片国内导航终端市场依赖于⼿机终端,应⽤场景发展分布不均,存在市场发展空间。从导航终端产品类别看,我国对智能⼿机终端依赖程度较⾼,2016年之前,智能⼿机在GNSS终端产品销量占⽐达到90%以上,随着终端多样化,2019年占⽐有所下降仍达81%,导致其他应⽤终端普及情况落后于欧美
等国。预计未来受北⽃系统全⾯建成影响,将加速在航海、应急救援等终端应⽤场景布局,北⽃终端存在市场发展空间,由于应⽤场景的特殊性,国产终端取得竞争优势。
亚太及俄罗斯地区在汽车、航空、航海等领域布局落后于欧美地区
下游:为终端⽤户提供运营服务
下游价值占⽐居产业链⾸位。卫星导航产业链中,下游运营服务主要是为终端⽤户提供位置、监控、⾼精度定位等服务,价值占⽐呈现逐年上升的趋势,2019年下游价值占⽐达41.6%,未来中上游相关⼚商可能逐渐向下游进⾏业务布局。
招贴产业链价值逐渐向下游转移
运营服务可细分为星基增强定位服务和地基增强定位服务,为卫星导航系统的补充。星基增强系统通过地球静⽌轨道(GEO)卫星搭载卫星导航增强信号转发器,实现对原有卫星导航系统定位精度的改进。地基增强系统主要⽤于地⾯应⽤,涵盖勘探、检测控制等领域,通过接收地⾯的差分修正信号,达到提⾼精度⽬的,优化后的精度达毫⽶级⾄亚⽶级。
地基定位增强系统主要⽤于地⾯应⽤
“中国精度”星基增强系统提⾼定位精度
星基与地基增强定位服务均实现国产系统替代和布局。在星基增强定位服务部分,Trimble早在2011年推出全球精密定
星基与地基增强定位服务均实现国产系统替代和布局。在星基增强定位服务部分,Trimble早在2011年推出全球精密定位服务,具备先发优势,但国内公司于2015年相继推出多款星基增强服务系统,达到实现领先⽔平,且拥有全部⾃主知识产权和控制权。地基增强系统主要由国家北⽃办和国家测绘局主导。除以下公司外,四维图新、北⽃星通、中国卫星等公司也在下游领域进⾏业务布局。
运营服务基本实现国产系统替代和布局
空间段产业涉及国家安全,国有企业、机构占主导地位
卫星导航空间段主要有国企、机构投资部署。卫星导航空间段环节主要包括卫星制造和卫星发射,是卫星导航⾏业的基础。该环节市场壁垒和技术壁垒较⾼,亦需要⼤量资⾦成本,主要由国有企业、机构主导市场。在卫星制造⽅⾯主要由中国航天科技集团、中国航天科⼯集团、航天五院、航天⼀院、中国卫通、中国卫星等组成;国内卫星发射场地为酒泉、西昌、太原、海南⽂昌四⼤卫星发射中⼼,
均由军⽅管理。部分民营企业,如欧⽐特、千乘探索等虽具备卫星制造能⼒,但主要为通信卫星制造。
卫星导航空间段主要为国家机构主导

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