本章报告总结了国内北斗工程发展历程、市场化成绩以及未来发展规划。我们认为,目前国内北斗产业能取得如今成果,主要有两个主要原因:第一,北斗系统主持方没有急功近利,制定实事求是的阶段目标;第二,罗马不是一日建成,北斗产业从最初规划到建设完成,脚踏实地发展了二十多年时间。展望北斗四号建设时间表,我们认为,国内北斗卫星导航产业将进一步扩大,华测导航等相关企业也将持续受益北斗产业红利。
基于三球交汇原理,卫星导航定位系统可实现对地球表面某处的精确定位。卫星导航系统运行时,导航卫星向地面发射测距信号和导航电文,其中导航电文包含卫星位置信息。地球表面的接收机在某一时刻同时接收三颗以上卫星信号,测量出用户接收机至三颗卫星的距离,加上通过星历解算出的卫星的空间坐标,再利用距离交会法解算出当前用户接收机的位置。为了修正定位误差,除了使用上述三个卫星之外,还会加入第四颗卫星的信息,以便进行更精确的三维空间定位。
空间段由运行于不同轨道的一系列卫星,包括地球静止轨道卫星(GEO)、倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)和中圆地球轨道卫星(MEO)构成的星座系统所组成,主要职责是通过传输双频或多频导航测距信号以及导航电文信息,连接地面控制系统与用户接收设备。
地面段由主控中心、全球或区域分布的注入站和监测站等若干地面站组成,主要职责是监控和维持系统健康,采集、计算和上注导航电文。
用户段涵盖各类导航信号接收与处理的基础组件,如芯片、模块、天线等,以及各类终端设备、应用服务等,这些构成了卫星导航系统广泛应用于各行各业的关键平台。
北斗系统建设具有中国特色,采取“三步走”稳健发展战略。2000 年建成北斗一号试验系统,使我国成为世界第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2012 年建成北斗二号区域系统,为亚太地区提供服务。2020 年建设北斗三号全球系统。
第一步:北斗一号,从无到有。北斗一号系统实现了我国卫星导航从无到有零的突破。1994 年底,北斗卫星导航实验系统(北斗一号系统)的建设启动。2000 年,随着两颗地球静止轨道(GEO)卫星的成功发射,北斗一号系统建成并投入使用,使中国成为继美国和俄罗斯之后第三个拥有自主卫星导航能力的国家。2003年,第三颗 GEO 卫星发射升空,增强了系统的性能和服务质量。北斗一号采用有源定位体制,即用户需主动发送信号以获得定位服务,这种方式虽存在一定的延迟和容量限制,但实现了双向短报文通信的独特功能,满足了中国及周边地区的初步需求。
第二步:北斗二号,区域无源。北斗二号系统实现无源定位突破,服务于亚太地区的导航通信需求。2004年,具有全球导航能力的北斗卫星导航系统(北斗二号)工程启动,创新采用中高轨混合星座架构,至 2012年完成 14 颗卫星组网,其中包括 5 颗地球静止轨道(GEO)卫星、5 颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和4 颗中圆地球轨道(MEO)卫星。在保留北斗一号有源定位功能的基础上,北斗二号增加了无源定位能力,用户无需发射信号即可接收定位信息,这不仅突破了用户容量的限制,还满足了高动态环境下的应用需求,并新增了测速功能。因此,北斗二号能够为亚太地区的用户提供全面的定位、测速、授时及短报文通信服务。
第三步:北斗三号,全球服务。北斗三号系统实现全球组网,面向全球提供多样化的服务。自 2009 年启动建设以来,北斗三号的部署迅速推进:2015 年 3 月发射了首颗试验卫星;2017 年 11 月,首批两颗中圆地球轨道(MEO)卫星成功入轨,标志着全球组网加速进行;2018 年底,基本星座的 19 颗卫星部署完成;至2020 年 6 月,由 24 颗 MEO、3 颗 GEO 和 3 颗 IGSO 卫星构成的完整星座部署完毕。2020 年 7 月,北斗三号正式向全球用户提供服务。北斗三号继承并发展了有源定位和无源定位技术,并通过创新的“星间链路”技术解决了全球布站的问题,使得中国北斗真正成为世界的北斗。long8平台使用教程该系统不仅增强了导航服务能力,还扩展了多项新功能,以满足用户的多样化需求。
2020 年,北斗三号全球卫星导航系统建成,并进入运营阶段。相关产业链可以分为上游、中游和下游。上游包括芯片、板卡、模块和天线等组件;中游主要覆盖 GNSS 接收机、车载终端、国防安全终端高性能专业产品、移动终端等领域;下游是运营服务领域,主要面向特殊市场、行业市场和消费市场等,涉及数据采集、监测、监控、指挥调度等各个方面。
全球卫星导航需求持续扩大,推动全球导航卫星数量保持增长趋势。受益于卫星导航技术与 5G、物联网、车联网等信息技术融合,全球对精确时空数据需求持续扩大,空间星座导航卫星累计发射数量呈快速上升趋势。2019 年起,各主要卫星导航系统累计发射的卫星已超过 300 颗,其中处于活跃状态的卫星数量已达百余颗,这些系统在全球范围内共存并相互竞争,通过创新设计的时间空间基准和信号结构,实现了不同系统的兼容互操作和融合处理,更好地服务于全球用户。
实现高精度卫星导航芯片自给自足,将成为华测导航可持续发展的重要护城河。华测导航专注高精度卫星导航市场产品和技术的研发和应用。而高精度卫星导航芯片是该市场发展的基础,因此华测导航近几年加大芯片研发投入,目前一代芯片自研成功,二代芯片正在研发过程中。
根据北斗/GNSS(全球卫星导航系统)定位精度的不同,卫星导航定位市场可以分为精度在几米到几十米的“导航级”和定位精度在亚米、厘米甚至毫米级的“高精度定位级”两大类。智能手机、穿戴式设备等消费电子要求定位精度不高,一般在几米到几十米的范围。测量测绘、形变监测、精准农业等专用市场对导航定位精度要求 1 米以内。目前华测导航主要专注于高精度定位级市场。
多频多模定位模块技术要求更高。从支持的频段和卫星系统,GNSS 板卡/模块可以分为单模定位模块、单频多模定位模块、多频多模定位模块等。
(1)单模定位板卡/模块:仅支持一个卫星系统的定位板卡/模块,如仅支持北斗定位。
(2)单频多模定位板卡/模块:仅支持一个频段,但同时支持 BDS、GPS、GLONASS 等卫星系统的定位模块,如部分公司的产品能同时支持 BDS/GPS/GLONASS/Galileo/QZSS/NAVIC 六大卫星系统,定位的频率更高,时间更短,精准度更高。
(3)多模多频的定位板卡/模块:同时支持多个频段和多个卫星系统的模块,相比单频多模定位板卡/模块,可选择性更大,更加灵活。
芯片自研战略稳扎稳打,华测导航十年工程经验积累孕育高精度基带芯片“璇玑”。公司研发团队早期专注于高精度 GNSS 板卡研发,并在北斗试运营阶段实现板卡兼容支持北斗信号;中期持续优化板卡算法,满足各类场景特定需求。2020 年,公司研发出高精度定位定向基带芯片“璇玑”,并于 2021 年完成量产,实现核心技术自主可控,避免“卡脖子”风险。
展望未来,自主可控是公司芯片战略的起点,保障公司产品芯片供给安全。从中长期来看,我们认为,随着公司自研芯片产能提升,公司在满足自用基础上,也将富余产能转化为市场供应能力,收获产业链芯片环节价值。
本章分析国内卫星导航产业链芯片需求趋势,我们认为在国务院与工业和信息化部的部署下,十五五期间国内北斗卫星导航芯片需求旺盛。其中消费电子、交通运输、低空经济、矿山安全、智慧水利、智慧城市等领域将成为卫星导航芯片重要应用方向。
2025 年 11 月,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》,首次在国家层面对场景培育开放进行系统部署,实现加快培育发展新质生产力、推动经济社会高质量发展。具体提出:
人工智能领域。加强关键核心技术攻关和推广应用,long8平台使用教程加快高价值应用场景培育和开放,更好满足科技、产业、消费、民生、治理、全球合作等各领域发展需要。
交通运输领域。推动新技术应用,创新智能交通管理、车联网、智能调度等应用场景,优化城市交通结构,开拓国际航班空运过境货物转运应用场景,强化城市货运中转功能,在保证安全前提下提升运输效率。
全空间无人体系领域。推动海陆空全空间无人体系应用和标准建设,鼓励打造涵盖全空间的文旅、政务、物流、卫星服务等应用场景,拓展工业生产、城市规划建设治理、综合立体交通、公共服务、安全防护、农业生产等无人体系应用场景。稳妥有序拓展低空经济等领域应用场景。
矿山安全领域。集成云计算、工业互联网、无人驾驶等技术,实现智能感知、智能决策、自动执行、综合管控,提升矿山安全生产全流程自动化水平,构建生产条件实时感知、过程可视可控、风险可测可防、要素可调可配的高水平矿山安全生产智能化应用场景。
智慧水利领域。推动“天空地水工”一体化监测感知、水网工程建设管理、江河湖库巡查等应用场景开放,提升流域智能防洪、水网智能调度、河湖库立体空间智能监管、水利工程智能运管等能力。
智慧城市领域。围绕智慧社区、市政交通、城市智能中枢、城市运行管理、民生服务等,推进新型城市基础设施建设,创新城市全域数字化转型场景,加快开放一批重点领域应用场景。
工业和信息化部表示,工信部将推动重点领域应用场景的培育,加速新兴产业的规模化发展。加快北斗与移动通信、惯性导航、高精度视觉等技术融合创新,促进北斗在智慧城市、智慧物流、智慧海洋、精准农业等场景深度融合应用。