北斗卫星导航系统:自主可控全球覆盖

北斗卫星导航系统:自主可控全球覆盖
2020年04月29日 12:40 乐晴智库

日前,中国北斗卫星导航系统的官方网站的消息显示,中国第55颗北斗导航卫星已经运抵位于中国西南省份四川的西昌卫星发射中心。这是中国北斗卫星导航系统的最后一颗组网卫星。待其成功定点太空轨道后,中国“北斗”这个历经20余年搭建的太空拼图,将实现全球覆盖,具备对地球表面大部分地区进行精准定位导航、授时和短报文通信服务的能力。

随着5G通信、AI、云计算、自动驾驶等新技术的飞速发展和快速普及,世界各国人们的生产生活正在发生翻天覆地的变化。而这些高新技术,都离不开卫星导航定位技术的加持。

近年来,国家各部委密集出台多项政策,加速北斗产业发展。建成以北斗为主兼容其他系统的高精度位 置服务网络,将为确保国家高精度时空信息安全提供根本保障。

据中国卫星导航定位协会数据,截至2018年我国卫星导航与位置服务产业总体产值为3016亿元,其中与卫星导航技术直接相关的芯片、器件等产业核心产值占比为35.4%,达到1069亿元。2020年我国卫星导航产业规模将达到4000亿元,北斗市场产值约为2400亿。

我国北斗发展逐步形成了三步走发展战略:2000年,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,将建成北斗三号系统,向全球提供服务;计划2035年,以北斗系统为核心,建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。

作为连续多年对产业核心贡献率高达80%的北斗系统,将在2020年完成全球组网,民品北斗国产化要求在即,北斗将在民用市场将发挥巨大的商用价值。随着北斗系统发展战略逐步推进,北斗导航产业将迎来新的增长动力。

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System)简称GNSS,泛指所有卫星导航系统,其是以人造卫星(4颗及以上)为导航台,利用星基无线电导航系统实现信号传播,并通过基站高精度的定位仪器完成数据修正,实现全球范围内连续、实时且精准的三维导航定位和测速。

GNSS作为目前现代化大国军事能力及综合国力的重要体现,其应用领域也将从传统的国防军工向位置服务、交通运输、测绘制图、精准农业、精确授时、工程建设等商业市场拓展。

北斗系统与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO并称为全球四大卫星导航系统。

据《北斗卫星导航系统发展报告(4.0版)》介绍,北斗卫星导航系统(BDS)是我国正在实施的自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,按计划2020年底全面建成北斗三号系统,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。

北斗系统为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务,配合我国的北斗地基增强系统,在覆盖范围内实现米级、分米级、厘米级、毫米级的高精度位置服务。

在此前很长一段时期内,国际卫星导航市场曾是美欧企业的天下。首先,作为卫星导航基础设施部分的太空卫星,只有少数国家有能力进行发射和维护。

美国作为最早研发和部署卫星导航系统的国家,拥有先发优势。进而在很长一个历史时期内,在国际导航卫星市场形成了“只此一家、别无分号”的局面。其次,在导航定位接收机、导航芯片等终端产品研发方面,此前国际市场也多为美欧日产品所垄断。

垄断必然使卖方居于绝对优势地位,而作为买方的广大发展中国家,要实现诸如万物互联、智慧城市等应用场景,必然要花费高昂的代价。中国北斗卫星导航系统的建成,改变了国际卫星导航市场的供给格局;客观上给任何希望采用卫星导航技术的用户提供了货比三家的空间。从这个意义上来说,人们无论是否最终使用中国“北斗”的服务和产品,都将因为“北斗”的出现而获益。 

北斗产业链在国内已经形成完整的内循环,产业链整合大势所趋。

上游:卫星制造与发射组网是卫星导航产业的基础北斗产业链上游主要包括卫星制造、卫星发射以及旨在提高定位精度的地基增强和星基增强系统。

卫星制造、卫星发射分别航天五院以及航天一院垄断;地面设备也是由国家投资部署,目前对外的北斗卫星产业链主要聚焦于导航应用终端以及系统集成和运营。

中游:基础部件是北斗系统自主可控的关键环节。北斗产业的中游主要包括基础部件及北斗终端。而其中基础部件作为“北斗自主可控”最关键的部分,主要由基带芯片、射频芯片、板卡、天线等构成。中游终端集成和系统集成,是产业发展的重点。

中游环节主要厂商:

射频芯片:振芯科技、海格通信、中科微、武汉芯通等;

基带芯片:华力创通、振芯科技、海格通信、泰斗微电子等;

板卡:北斗星通、合众思壮、振芯科技、海格通信、思南导航等;

天线:振芯科技、海格通信、华力创通、华信天线等;

下游终端、解决方案和运维服务提供众多行业应用系统解决方案及运维服务。行业应用场景主要包括军事应用、专业应用和公众应用三个领域。军事运用面向军队,专业运用面向政府和企业,公众运用面向消费者。此外随着时代发展,定位导航在新兴应用领域也有望大展身手,这四个领域每个都可分为若干子领域。

终端、解决方案和运维服务主要厂商:

国防终端:海格通信、振芯科技、北斗星通、华力创通、电科54所等;

行业终端:中海达、南方测绘、合众思壮、锐明技术等;

系统集成:中海达、合众思壮、华测导航等;

服务运营:合众思壮、千寻位置、中交兴路等。

行业下游:四维图新、中海达、合众思壮、北斗星通、超图软件、海格通信。

北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统重要组成部分,用于提供北斗卫星导航系统增强定位精度和完好性服务。地基增强系统又可称为本区域增强系统,主要是用来支持全天候、连续性的民用导航。

北斗地基增强系统由地面北斗基准站系统、通信网络系统、数据综合处理系统、数据播发系统等组成。北斗基准站接收北斗导航卫星发射的导航信号,经通信网络传输至数据综合处理系统,处理后产生修正信号,通过卫星、数字广播、移动通信方式等实时播发,实现北斗地基增强系统服务覆盖范围内实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级高精度定位服务。

地基/天基增强系统、支持北斗的加速定位服务平台的出现在提高北斗用户位置服务体验的同时,也为相关集成商提供更高灵活度、更低成本的解决方案,使高精度服务渗透至更多重点、新兴行业。

我国国产北斗芯片实现规模化应用,工艺提升到28纳米,普通精度芯片最低单片价格仅6元,基本与GPS相当,总体性能达到甚至优于国际同类产品;国内和芯星通、司南导航、合众思壮等厂商掌握了基带芯片在内的多模多频高精度OEM板的核心技术并不断完善,相继推出了基于FPGA 和芯片方案的高精度板卡,产品性能和可靠性与国际水平相当。

华大北斗正式发布全球首个支持北斗三号信号体制的多系统多频高精度SoC高精度导航定位芯片;高精度位臵作为基础数据,手机等终端支持高精度定位已成为直接需求,展讯、博通等相继推出或研制高精度手机定位芯片,为进一步大众应用奠定基础。

截至2018年底,各类国产北斗终端产品应用规模已累计超过8000万台/套,采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量接近7亿台/套(含智能手机),北斗应用正在诸多领域迈向“标配化”发展的新阶段。2018年我国高精度市场规模达66.1亿元,随着智能时代的到来,用户对于定位体验的要求越来越高,需要在更复杂的环境下提供高质量的解决方案。

从中长期来看,在新基建和国家政策及重点示范项目的推动下,行业市场机会将不断涌现。北斗将逐渐与其他技术实现融合,催生大众消费领域中新的商业模式,如应用于车联网等领域,并最终将成就极具前景的市场。2035年,以北斗系统为核心,建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。这也将促进我国的卫星导航产业迎来黄金发展时期。

财经自媒体联盟更多自媒体作者

新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部