北斗GPS產(chǎn)業(yè)鏈全景分析

01北斗誕生的背景與歷程

北斗產(chǎn)業(yè)是指基于北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)。北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主建設運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。

發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)，做好北斗創(chuàng)新應用和產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，為經(jīng)濟建設提供自主可控、穩(wěn)定可靠的時空基準，對保障國家經(jīng)濟社會發(fā)展安全、提高社會生產(chǎn)效率、改善人民生活質(zhì)量、提升國家核心競爭力具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。

1994年，啟動北斗一號系統(tǒng)工程建設；2000年，發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星，建成系統(tǒng)并投入使用，采用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務；2003年發(fā)射第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，進一步增強系統(tǒng)性能。

2004年，啟動北斗二號系統(tǒng)工程建設；2012年年底，完成14顆衛(wèi)星（5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星）發(fā)射組網(wǎng)。北斗二號系統(tǒng)在兼容北斗一號系統(tǒng)技術(shù)體制基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區(qū)用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。

2009年，啟動北斗三號系統(tǒng)建設；2018年年底，完成19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，完成基本系統(tǒng)建設，向全球提供服務。北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)已于2020年7月31日建成正式開通，提前半年完成組網(wǎng)。

北斗是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，主要用于定位、導航與授時。目前在軍事、民用、科技等方面已經(jīng)形成龐大產(chǎn)業(yè)鏈。與美國的GPS、俄羅斯格洛納斯、歐盟的伽利略一起構(gòu)成了全球四大導航衛(wèi)星系統(tǒng)?；仡櫛倍沸l(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展歷程，其經(jīng)歷了北斗一號系統(tǒng)、北斗二號系統(tǒng)和北斗三號系統(tǒng)三個階段。隨著2020年第55顆北斗衛(wèi)星升空及北三正式完成組網(wǎng)，北斗系統(tǒng)建設已基本完成。

02北斗涉及的法律法規(guī)

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國家各部位政策支持

“十四五”開局以來，國家各部委發(fā)布的北斗相關(guān)規(guī)劃和政策措施超過80項，大力推動北斗在能源、通信、金融、民航、鐵路、水運、衛(wèi)生與健康等重點行業(yè)的廣泛應用和深度融合，促進北斗在大眾領(lǐng)域的應用拓展，推動北斗應用服務的規(guī)?；?、市場化發(fā)展。

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各省相關(guān)政策支持

全國各省市地方政府相繼出臺了支持北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)文件，加快北斗領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新、鼓勵北斗技術(shù)推廣應用、培育壯大衛(wèi)星導航市場主體、推進產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展。

03我國北斗衛(wèi)星發(fā)展的現(xiàn)狀

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)所涉及的基礎設施主要由空間段、地面段和用戶段三大部分組成。

其中，空間段設施涵蓋了衛(wèi)星設計、研制以及發(fā)射等相關(guān)環(huán)節(jié)；地面段的主要功能為追蹤及控制北斗導航衛(wèi)星，其中包括主控站、注入站、監(jiān)測站以及地基增強系統(tǒng)建設等基礎設施；用戶段包括衛(wèi)星導航的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)和具體應用等。

用戶段在北斗導航產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導地位，可以進一步分為上游、中游和下游。上游包括芯片、板卡、模塊和天線等組件。中游是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點，主要覆蓋車載終端、系統(tǒng)集成、國防安全終端、GNSS接收機、GIS數(shù)據(jù)采集器、移動終端等領(lǐng)域。下游是運營服務領(lǐng)域，主要面向特殊市場、行業(yè)市場和消費市場等，涉及數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、監(jiān)控、指揮調(diào)度等各個方面。

經(jīng)過多年發(fā)展，北斗產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈安全水平逐步提升，北斗芯片、模塊等系列關(guān)鍵技術(shù)持續(xù)取得突破，宇航級存儲器、星載處理器、大功率微波開關(guān)、行波管放大器、固態(tài)放大器等器部件已實現(xiàn)國產(chǎn)化研制，北斗系統(tǒng)核心器部件100%自主可控，軟件、算法等完全自主研制。

2022年我國北斗產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到5007億元人民幣，同比增長6.76％。其中，包括與衛(wèi)星導航技術(shù)研發(fā)和應用直接相關(guān)的芯片、器件、算法、軟件、導航數(shù)據(jù)、終端設備、基礎設施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值同比增長5.05％，達到1527億元人民幣，在總體產(chǎn)值中占比為30.50％；由衛(wèi)星導航應用和服務所衍生帶動形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值同比增長7.54％，達到3480億元人民幣，在總體產(chǎn)值中占比達到69.50％。

04我國北斗“三段”分析及行業(yè)相關(guān)介紹

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空間段

空間段涵蓋衛(wèi)星設計、研制及發(fā)射。我國400多家單位、30余萬科技人員集智攻關(guān)，攻克星間鏈路、高精度原子鐘等160余項關(guān)鍵核心技術(shù)，突破500余種器部件國產(chǎn)化研制，實現(xiàn)100%國產(chǎn)化。

北斗空間段由航天科技集團下屬院所主抓。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星與運載火箭，分別由中國航天科技集團有限公司所屬的中國空間技術(shù)研究院(五院)和中國運載火箭技術(shù)研究院(一院)抓總研制生產(chǎn)，衛(wèi)星均采用長征系列運載火箭發(fā)射。

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地面段

地面段是北斗系統(tǒng)空間段的有力支撐，地面段組成部分包括：主控站、注入站、監(jiān)控站和地基增強系統(tǒng)。

由中國兵器工業(yè)集團和阿里巴巴集團共同打造的千尋位置網(wǎng)絡有限公司負責國家北斗地基增強系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”的建設，六分科技（六分科技由中國電信、騰訊等公司合作建立）和中國移動也已經(jīng)加入布局，提供高精度時空服務。

但由于中兵集團與阿里巴巴合作的基站存在產(chǎn)權(quán)問題及資質(zhì)問題，現(xiàn)在暫時無法大規(guī)模向外提供原始數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡設備方面，中電科54所、39所、20所和中國衛(wèi)星等都參與了地面設施的建設。

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用戶段

上游：芯片

用戶段上游核心器件是驅(qū)動北斗系統(tǒng)的元功能模塊，也是整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，是終端集成、系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)的重要支撐。

上游基礎元器件主要是指包括射頻芯片、基帶芯片、板卡、天線和手機集成芯片等基礎元器件，其中射頻芯片和基帶芯片都是集成在板卡上。

目前北斗導航芯片在設計、制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)已基本自主可控，國產(chǎn)北斗導航型芯片模塊出貨量也達到上億。

中國目前在北斗芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較大突破，國產(chǎn)元器件的技術(shù)突破將直接帶動整個北斗衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在高精度芯片領(lǐng)域，海格通信、北斗星通、華大北斗等功能除了繼續(xù)國產(chǎn)化進程以外，也依據(jù)北斗三號信號ICD文件研發(fā)并對出基于北斗三號的射頻及基帶芯片。芯片領(lǐng)域國產(chǎn)替代趨勢明顯。

上游：板卡

板卡是由導航芯片、外圍電路和嵌入式控制軟件等制成帶輸入輸出接口的板級產(chǎn)品。國內(nèi)主流北斗相關(guān)企業(yè)均已經(jīng)實現(xiàn)芯片和板卡的自主生產(chǎn)。目前能生產(chǎn)高精度測量型板卡的上市公司有華力創(chuàng)通、北斗星通、中海達、華測導航等。導航型板卡多為整機廠商自主開發(fā)，包括北斗星通、華力創(chuàng)通、合眾思壯、華測導航、航天電子等。

上游：天線

北斗天線用于接收北斗衛(wèi)星信號，目前國內(nèi)對于天線的技術(shù)掌握比較成熟，北斗天線市場中90%為國產(chǎn)產(chǎn)品。天線絕大部分市場份額被北斗星通子公司華信天線壟斷。

中游：終端設備

高精度和國產(chǎn)化是北斗導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心需求。早期高精度接收機主要被天寶、拓普康、徠卡等國際知名廠商把持，2000年前后部分國內(nèi)企業(yè)開始涉足衛(wèi)星導航測繪儀器的研發(fā)和生產(chǎn)。當前形成南方測繪、中海達、華測導航、合眾思壯四家為主的市場格局。

車載導航、定位系統(tǒng)、高級輔助駕駛系統(tǒng)等預計未來將貢獻最大規(guī)模的GNSS終端收入。該領(lǐng)域主要玩家有德賽西威、華陽集團、路暢科技和凱立德等。

從國防安全終端來看，軍用領(lǐng)域的衛(wèi)星導航系統(tǒng)要求自主可控且高水準，該環(huán)節(jié)格局穩(wěn)定、門檻高、且軍改有望拉動需求增長。主要參與者有中電科54所、海格通信、華力創(chuàng)通、振芯科技等。

下游：運營服務

北斗系統(tǒng)集成及運營服務通過提供衛(wèi)星定位系統(tǒng)平臺作為北斗地面段和空間段的接口，有針對性地集成各種軟硬件平臺，服務于終端用戶并收取服務費形成收入的模式。

隨著北斗產(chǎn)業(yè)鏈的全面升級，產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)顯得更加成熟，在當前北斗空間段已經(jīng)完成建設，衛(wèi)星應用開始向民用領(lǐng)域快速拓展，北斗應用產(chǎn)業(yè)將有望在十四五期間呈現(xiàn)高景氣度發(fā)展。

伴隨著中游終端產(chǎn)品環(huán)節(jié)競爭激烈，下游運營服務準入門檻相比較低，促使終端提供商向運營服務商轉(zhuǎn)變，推動下游產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。但服務商運營資質(zhì)及地面建立基站的資質(zhì)與產(chǎn)權(quán)問題始終是國家的嚴格管控的重要關(guān)口。

企業(yè)可以選擇自己建立基站供自己使用，但由于資質(zhì)獲得較為艱難，故其基站數(shù)據(jù)無法對外銷售。大量央企、國企業(yè)由于考慮到自身對于精準定位服務的需要，早期都選擇自己建站，但自己建站維護費用高、使用率較低，受成本、體制等問題的影響普遍選擇從外部有資質(zhì)企業(yè)購入基礎原始數(shù)據(jù)后自行使用分析，從而放棄自己建立基站。

北斗系統(tǒng)明明早已全球開放，為何我國還在用GPS？

北斗系統(tǒng)已經(jīng)全球開放，但為啥我們還在用美國GPS？看完這三個原因，你就明白了！

今天我要給大家分享一個很有意思的話題，那就是北斗系統(tǒng)和GPS的區(qū)別和聯(lián)系。相信大家都知道，北斗系統(tǒng)是我們中國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，而GPS是美國的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。那么問題來了，既然我們有了自己的北斗系統(tǒng)，為啥我們還在用美國GPS呢？這不是很奇怪嗎？ 其實，這個問題并不簡單，要想搞清楚背后的原因，我們得從頭說起。大家還記得以前沒有衛(wèi)星導航的時候嗎？那時候出門旅行或者辦事都得靠地圖和問路，多麻煩??！但是自從有了衛(wèi)星導航，我們就可以隨時隨地知道自己在哪兒，想去哪兒就去哪兒，多方便?。?/p>

而現(xiàn)在全球最有名的衛(wèi)星導航系統(tǒng)有四個：美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略和中國的北斗。其中最早出現(xiàn)的就是美國的GPS，它已經(jīng)運行了幾十年，覆蓋了全球幾乎所有地區(qū)，而且精度也很高。所以很多國家和地區(qū)都在用它來定位導航，包括我們中國。 但是，在1993年發(fā)生了一件事情，讓我們中國決定要有自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。那年，我們有一艘貨船在海上行駛，突然被美國人說有違禁品，要求登船檢查。我們拒絕了他們的要求，結(jié)果他們就把GPS關(guān)掉了！我們的貨船就像失明一樣，在海上迷失了方向。這件事情讓我們深刻認識到了依賴別人的危險性，也激發(fā)了我們自主創(chuàng)新的決心。 從那以后，我們就開始研發(fā)自己的北斗系統(tǒng)。經(jīng)過多年的努力和不斷的完善，北斗系統(tǒng)已經(jīng)成為了世界上最先進的衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一。它不僅可以提供定位導航服務，還可以提供時間服務、短報文服務、國際搜救服務等多種功能。而且從2019年開始，北斗系統(tǒng)已經(jīng)向全球開放了！這是我們中國人自豪的成就！

那么既然北斗系統(tǒng)已經(jīng)這么厲害了，為啥我們還在用美國GPS呢？其實這里面有三個原因： 第一個原因是應用范圍的問題。北斗系統(tǒng)雖然已經(jīng)全球開放了，但它主要還是針對商業(yè)領(lǐng)域和社會公共領(lǐng)域，比如運輸業(yè)、汽車導航、氣象監(jiān)測、國際搜救等。而在消費級市場，比如手機、手表、平板等，北斗系統(tǒng)還沒有完全普及，很多設備還是默認使用GPS。所以在一些領(lǐng)域，我們還是在用GPS。 第二個原因是時間問題。北斗系統(tǒng)雖然已經(jīng)趕上了美國GPS，在技術(shù)上甚至超過了它，但是它起步太晚了，比美國GPS晚了20年。這就導致了我們在市場上沒有先發(fā)優(yōu)勢，很多用戶已經(jīng)習慣了使用GPS，而且GPS也有一定的品牌效應和口碑積累。所以要想讓北斗系統(tǒng)完全替代GPS，還需要一定的時間和推廣。

第三個原因是系統(tǒng)完善的問題。北斗系統(tǒng)雖然已經(jīng)全球開放了，但它還在不斷的升級和完善中。比如說，北斗系統(tǒng)目前發(fā)射了54顆衛(wèi)星，而美國GPS發(fā)射了60多顆衛(wèi)星。這就意味著美國GPS的信號覆蓋更廣，更穩(wěn)定。而且美國GPS也在不斷的更新和改進，和北斗系統(tǒng)進行競爭。所以我們還不能掉以輕心，要繼續(xù)加強自己的系統(tǒng)建設。 總之，北斗系統(tǒng)已經(jīng)是全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一了，而且在很多方面已經(jīng)超越了美國GPS。但是由于應用范圍、時間和系統(tǒng)完善等原因，我們還在用美國GPS。不過我相信，在不久的將來，北斗系統(tǒng)一定能夠完全取代美國GPS，成為全球最大的衛(wèi)星導航系統(tǒng)！這也是我們中國人的驕傲和自信！