全球导航卫星系统市场报告

全球导航卫星系统市场报告

2013年10月，欧洲全球导航卫星系统管理局（GSA）发布了《全球导航卫星系统（GNSS）市场报告》（第三版）（简称《报告》）。《报告》分别从位置服务、道路、航空、铁路、航运、农业和测绘七大领域GNSS的市场发展现状及2022年前的发展趋势进行了预测。本文梳理了报告的主要内容，供读者参考1。

全球导航卫星系统（GNSS）市场包括GNSS产品（接收机与设备）和采用GNSS定位作为重要驱动因素的相关服务2。《报告》对以下七类市场进行了分析：①位置服务（LBS）：智能手机、平板电脑、数码相机、笔记本电脑、健康跟踪设备以及移动数据收入。②道路应用：便携式导航仪与用于导航的智能车载系统（IVS），道路用户收费系统设备、按用量付费保险系统、网络电话系统与高级驾驶辅助系统（ADAS），以及其他支持智能交通系统（ITS）应用的设备和交通信息服务数据的收入。③航空应用：针对商业、支线、通用和商务航空的GNSS认证设备，以及与辅助飞行员按照VFR飞行的非认证设备。④铁路应用：在支持信号（高、低密度线）的安全性至关重要的设备中和支持其他应用（资产管理与乘客信息）的非安全设备中使用GNSS。⑤航运应用：支持航海、自动识别系统（AIS）、远程识别与跟踪系统、港埠作业、疏浚、搜索与救援信标的GNSS设备。⑥农业应用：用于拖拉机导引、自动驾驶、资产管理和可变速率技术的GNSS设备。⑦测绘应用：支持陆地测绘（包括地籍、采矿、建筑和制图）和海洋测绘（包括水文和离岸测绘）的GNSS设备。

《报告》所研究的范围包括了欧盟（欧盟27个成员国）、北美（美国、加拿大、墨西哥）和其他国家（包括非欧盟国家）。《报告》指出：

1. 到2022年GNSS设备的数量将达到70亿部

未来十年中，由于GNSS设备大量进入欧洲和北美以外地区，实际在使用的GNSS设备的数量将比目前扩大近四倍，数量将达到70亿部，相当于地球上几乎人手一部GNSS设备。

2. 增长中的GNSS市场提供了复杂技术环境下的众多机遇

尽管各种定位技术可以被集成到一台设备中，但GNSS仍然是户外定位信息的主要信息源。预计全球GNSS拓展市场年均收入在2022年将增加到近2500亿欧

注释：

1.其中的标题大多为作者根据文中内容增加的。

2.《报告》主要考虑的是GNSS核心市场，对于诸如智能手机之类的多功能设备，核心市场仅包括GNSS的功能价值（不是全部设备的价格）以及与GNSS功能（例如使用智能手机下载的位置服务数据）相关的服务收入。对于多功能设备，需要考虑加入一个校正系数。元。核心市场收入在2019年有望达到1000亿欧元。

3. 智能手机占据GNSS收入主导地位，并将扩大到其他6个分市场

由于位置服务设备越来越多地支持其他应用的导航和服务，融合各种新技术的智能手机的能力模糊了市场划分界限。从图1可看出，到2022年，预计位置服务的市场收入将超过道路，成为最大的市场，同时道路市场中的个人导航设备（PND）市场将继续缩小。位置服务设备越来越多地被用于通用航空和海上休闲活动。新的应用不断出现，大众消费者开始在日常生活中越来越看重位置服务能力。智能手机的竞争性定价机制让其价格更加实惠，因此较之不具备GNSS能力的传统移动手机，智能手机的市场份额增长更快，同时，GNSS的渗透率进一步扩大，尤其是在低收入国家中广泛应用。

>> 图1 2012-2022年累计核心市场的收入份额

4. 多星座接收机成为市场上广泛使用的产品

利用所有可视导航信号的多星座接收机设备将成为市场上越来越普及的产品，这种设备提供了较好的可用性增强（尤其是在城市高楼林立环境中更受推崇），而且在专业应用中（例如测绘）其性能更加强大。从图2中可看出，目前市场上销售的各种型号接收机中，70%以上的产品都具备GPS星基增强（SBAS）能力（SBAS由美国WAAS、欧洲EGNOS以及日本MSAS组成），随着SBAS在全球覆盖率的扩大，其市场渗透率将进一步扩大。Galileo在多星座系统中是极具价值的系统，目前它已被30%以上的接收机型号选用。当Galileo系统实现全面运行能力时会被融入更多接收机系统型号中。GLONASS是仅次于GPS后的第二选择。北斗于2012年12月发布了其接口控制文件。一些设备生产商，尤其是亚太地区的设备生产商，开始提供兼容北斗型号的多星座接收机。

>> 图2 目前市售接收机型号中不同GNSS系统的所占比例

5. 欧盟将在未来十年保持出货量和收入的强劲增长势头

到2022年，27个欧盟成员国的GNSS设备的出货量将从每年2.18亿部增加到6亿多部。收入有望在未来十年翻2倍，到2022年达到235亿欧元。欧盟市场将继续保持增长势头（包括出货量和收入），这表明，即使在发达国家市场GNSS设备也远远没有达到饱和状态。快速增长中的位置服务市场仍然是最大的市场（预计欧盟的位置服务设备销量在2017年将达到4.5亿部左右），其次是道路市场，这两项的出货量占总出货量的99%。在供应方面，欧盟公司在天线制造、汽车、道路、测绘、国防/公共设施以及电信领域的实力很强。欧洲全球卫星导航系统监管局一份近期研究表明，2011年欧盟在上述领域的全球市场份额达到27%～45%。

一、GNSS位置服务市场

1.GNSS移动应用更接近生活

GNSS位置服务市场有三点重要趋势：一是移动应用变得更加多样化，并且在摄像机视图（增强现实）中集成位置信息；二是传统上与位置无关的设备正在逐渐使用GNSS；三是每个用户拥有设备的数量增加，设备市场覆盖范围向发展中国家进行区域扩张。

2.GNSS性能快速提升，位置服务市场显著增长

全球范围的位置服务设备在GNSS拓展市场中所占的比例（GNSS渗透率）从2006年的5%提高到了2012年的20%。在欧洲和北美，一半以上的手机具备了GNSS能力。过去五年中，GNSS拓展市场中的位置服务设备的全球出货量从1.5亿部增长到8亿部（复合年增长率为40%）。GNSS设备在其他国家的市场占其全球市场的近50%。这是由于这些地区经济发展速度提高和设备价格降低，使他们有能力购买这些设备。

3.新的GNSS平台促进GNSS设备出货量进一步增长

位置服务应对城市中移动性增加的趋势，同时满足人们希望在出行时更快抵达目的地的需求。当今人们的空闲时间较少，位置服务促进了社交网络的快速发展。上述原因加上人们对智能手机和GNSS驱动的设备的支付能力提高，这些都将进一步推动位置服务市场在今后持续增长，未来十年该市场领域的年复合增长率将有望达到10%。在售出的位置服务设备中，智能手机占据了90%。但更多平板电脑具备GNSS功能，数码相机、便携式电脑、健身器材、人员跟踪服务中的也增添了GNSS功能，因此，在未来十年智能手机的市场份额将可能有所下降。

二、GNSS道路应用市场

1. GNSS车载应用得到加强

GNSS车载应用市场趋势有二点：一是紧急位置共享和与安全相关应用的监管压力增大，这加大了对用作创新应用平台的远程信息处理设备的需求；二是因智能手机用户增加及对智能车辆系统的购买能力提高，GNSS专用移动设备（如PND）逐渐受到冷落。

数据接入和消费者电子产品费用降低，从而推动了新应用的开发。嵌入式设备和车载设备的数量逐渐增加，并取代了传统的移动设备（如PND）。智能手机越来越多地用于道路导航。将在未来几年有望投入使用的新型智能交通系统（ITS）服务中，GNSS的用途将远远超出车载导航。

2. PND逐渐被嵌入式设备取代

自2009年以来，随着智能手机导航的日渐盛行，PND的市场持续出现下降趋势。较低的接入成本以及与娱乐资讯平台关联的创新解决方案，推动了IVS的加速发展。智能车载系统在2009年和2012年之间的复合年增长率以约13%速度增长。第一个基于GNSS的道路使用费方案的出现导致车载设备的市场份额从2009年的几乎为零增长到2012年占所有道路行车产品总销量的2%。 从2006年到2012年，GNSS设备的使用数量翻了4番，达到2亿多台。所有地区的使用数量均出现显著增加，随着设备平均价格下跌，基于GNSS的智能交通系统在汽车中开始普遍使用。

3. 新的智能交通系统应用推动市场增长

汽车间互连性增加和GNSS多星座兼容功能使道路分领域中新的产品和智能交通系统应用大幅增加。2022年，被多功能设备取代的PND预计仅占GNSS道路设备总出货量的10%。从2015年开始一些新的应用将会出现，这些应用是由eCall倡议推动，并与可靠的远程信息处理设备相关。通用数据标准、低关税将促进车载系统市场的发展，到2022年约占总出货量的三分之一。市场需要更加低廉、持续性更好的支持基于GNSS道路使用费方案和按用量付费保险应用的交通系统。汽车行业内的竞争和智能手机间的竞争，加上消费者电子产品总体价格的下跌，可能将使PND和车载系统的价格受到冲击。直到2018年，由GNSS驱动的交通信息服务将成为服务收益增加的主要动力。此后,该领域将出现激烈竞争，导致2022年总收入下滑到2012年水平。

4. 欧洲GNSS促进了智能交通系统的发展

道路应用市场中，Galileo将很快带来收益，甚至是在早期服务中为多星座提供解决方案也可以带来收益。它通过提高可用性来增加所有应用的价值，尤其是在可视卫星数量受到限制的城市环境中。定位的精度和可靠性将得到提高。当用户设备能够更好地开发Galileo的双频功能时，那么有望获得更多的效益。

三、GNSS航空应用市场

1. GNSS已成为基于性能导航（PBN）的一个重要驱动因素

GNSS航空市场主要趋势有三点：一是飞行的所有阶段从传统导航方式向GNSS导航解决方案过渡；二是新的运行需求推动GNSS航空电子设备使用的增长；三是欧洲机场中基于天基增强系统（SBAS）方案的可用性不断增加。

2. GNSS设备在航空市场应用前景看好

根据对飞机/直升机的使用情况，航空市场被细分为商用航空、支线航空、公务航空和通用航空。第三版市场报告增补了通用航空目视飞行规则（VFR）。依据出货量，通用航空是航空领域中市场最大、要求相对最不严格的应用（GNSS设备无需通过认证）。典型的用户包括套材装配飞机、悬挂式引擎滑翔机、超轻型飞机、滑翔机和热气球。高端公务航空和商用航空运营商往往在他们的航空电子设备中高度集成GNSS接收机，而支线航空和通用航空用户只在仪表板上安装显示器来提供更便宜、更简单的解决方案。

3. PBN促进GNSS的收益增长

对于按照国际民航组织标准引入PBN，GNSS是必不可少的，该标准为按照预定航线飞行的飞机导航质量和精度、执行仪器进场程序或在指定空域内飞行设置了要求。航空正面临着从传统地面导航向天基导航的过渡。

GNSS有助于提升安全性能、减少拥堵、节省燃料、保护环境、减少基础设施的运营成本并维持可靠的全天候运转，哪怕是在最具挑战性的机场内。

4.GNSS在航空领域的使用增长

随着更多的飞行程序在设计时要利用PBN，GNSS在航空中的使用将会增加。例如，欧洲正在推出使用由EGNOS保障的仪表进场方案来实现带垂直导引的定位台性能（LPV）最小化，从而增加飞机场的安全性和业务连续性。

能提供多频和多星座导航能力的新的GNSS星座预计将在未来几年内可供使用，这可以提高现有基于性能导航应用的性能。根据一些商用航空运营商的需求，预计它将会成为陆基增强系统（GBAS）的一个重要推动因素，从而使飞机精密仪表进近和着陆系统II类或III类标准最小值降到更低。

5. 通用航空VFR主导着GNSS设备的销售

通用航空是GNSS航空应用最大的分支领域，通用航空的飞机和飞行员比公务航空、支线航空和商用航空分支领域之和还要多。通用航空中的销售由VFR用户主导，这些用户更加频繁地更换他们设备来保障飞机具备最新的功能。装备仪表飞行规则（IFR）设备的成本要高很多，因此公务航空、支线航空和商用航空在飞机的使用期限内（约30年）只进行一次更新。

2011年IFR分支领域出货量达到最高值,是由于EGNOS认证和相关设备的销售引起的。GNSS的社会经济效益仅由IFR飞机所使用的经过认证的航空产品提供，IFR飞机能够进入更多的飞机场、减少燃料消耗并提高安全。VFR分支领域在美国约是欧洲的8倍。美国主导了全部出货量，但世界其他国家也正在迎头赶上，尤其是“金砖四国”（巴西、俄罗斯、印度、中国）市场。

6. 在航空所有分支领域，都可以应用GNSS

所有航空领域中GNSS的使用在未来十年内有望增长，到2022年时渗透率超过90%。这种增长将由VFR分支领域所主导，而其他飞行员将使用GNSS作为一种辅助信息来源。IFR领域GNSS设备的销售将由新建造的飞机主导。在欧洲，商用航空和支线航空占IFR飞行的80%以上。GNSS能力在这些分支领域内的日益普及对大规模实现GNSS的效益至关重要。PBN的实施预计将进一步提高这些效益。为应对监管的变化，以及商用航空运营商为保障运营越来越多目的地航线的需求，随着GNSS功能的部署，商用航空GNSS出货量预计将会增加。因此，到2022年商用航空GNSS制造商预计将能占据航空领域市场收入的30%左右。

在实施PBN的驱动下，IFR设备的使用预计会增加。虽然GNSS出货量日益增加，但随着飞机“出厂前安装”设备（这种飞机成本更低）占据市场主导地位，收入的增长将减慢。2016年商务航空设备平均价格的增长是由于对SBAS功能所带来的效益更新的预期。

四、GNSS铁路应用市场

1.铁路领域内对使用GNSS越来越感兴趣

GNSS铁路市场主要趋势有二点：一是作为安全相关功能的一种互补技术，对GNSS越来越感兴趣；二是GNSS设备正成为非安全应用的一个标配。

由GNSS辅助的广泛应用包括：

•高密度铁路线指挥与控制系统，在主要铁路线上协助实施火车指挥和控制，主要指欧洲和世界其他部分地区的3级欧洲列车控制系统（ETCS）【作为欧洲铁路运输管理系统（ERTMS）标准的一部分】以及北美的精确列车控制（PTC）。GNSS是欧洲列车控制系统中增强型测程法或支持PTC的差分GNSS的一种辅助输入信息来源。

•低密度铁路线指挥与控制系统，在前后列车相距间隔较远的铁路线上，由GNSS提供完整的信令能力。这些铁路线通常位于农村地区，在这些地区节约成本对服务的可行性可能至关重要。

•资产管理，包括诸如车队管理、基于需求的维护、基础设施费用和联运运输等功能。GNSS逐渐被视为这些系统内定位和定时信息的一个标准来源。

•乘客信息系统显示火车在铁路线上的实时位置，火车的GNSS位置也支持平台和在线乘客信息服务。

2.主干线信号革新为GNSS市场带来机遇

在未来，火车将通过诸如应答器、无线射频识别和GNSS等不同技术来检测自己的位置。这一位置而后将被报告给信号装置，动作批准信息将显示在驾驶室信号中，而不再需要昂贵的铁路沿线信号基础设施。

在欧洲和部分世界其他地区，信号系统将逐渐向欧洲列车控制系统过渡。GNSS将会通过提供定位信息的一种额外来源来支持这一项目，特别是在信号系统的演变革新过程中。在某些情况下（如美国的PTC），GNSS将构成信号系统的核心，而在其他情况下它更多的是一种补充能力。

3.与安全相关的GNSS系统预计将成为传统铁路技术的重要补充

在未来的十年中，GNSS在铁路中的使用预计将大大增加。预计到2022年，世界各地所使用的火车将有30%会配备GNSS用于各种用途。在短期到中期时间内，大多数设备可能并不是安全所必不可少的，然而，GNSS设备将越来越多地支持安全不可或缺的功能。美国对PTC的管理要求将在2015年至2019年间促进高密度铁路线列车控制设备的销售量。推广计划最初预期到2015年要完成Ⅰ类铁路项目，尽管目前这一时间表有些延误。

3级欧洲列车控制系统预计将在十年结束时在欧洲逐步推广。低密度线路指挥和控制系统（通过移除大部分铁轨沿线基础设施来大大节省成本）有望谨慎引入，特别是在客运线路上。

五、GNSS航海应用市场

1.电子航海和GNSS驱动的搜索与救援（中轨道搜救卫星）的应用为海员打开了新视野

GNSS航运市场主要市场趋势有二点：一是多星座GNSS接收机在国际海事组织（IMO）提出的电子航海概念中处于核心地位；二是COSPAS-SARSAT采用GNSS提升了基础设施性能以减少应急响应的反应时间。

海上通用导航较早采用了GPS，并且目前仍然是使用较为广泛的市场。这版市场报告涵盖下列航运应用：通用导航、交通管理、船舶工程、国土安全、搜索与救援、港口、内陆水道。

2. GNSS航海应用市场最新进展

•电子航海：这是由IMO发起，设计用来通过集成舰桥系统和所有数据输入来减少船载系统的复杂性。这可能是航运界采用多星座定位的一个推动因素。它正由海事局参与的IMO电子航海委员会实施。

•渔业政策：人们越来越关注渔船是否遵守欧盟共同渔业政策的管理要求。GNSS在向当局提供定位信息方面发挥着日益重要的作用。

3.通用导航、内陆水道和搜索救援占据出货量的大部分份额

通用导航和内陆水道占据很大比例的市场份额。在航运领域监管应用中GNSS渗透率非常高，即使不是全部。对于这些应用，随着各系统达到生命周期终点，或变得落后陈旧，设备的更换和新船建造是设备销售的推动因素。全球共有50000多艘被监管船舶通常使用多个接收机，因此这是一个已确定且稳定的市场。

世界其他地区主导着航运设备的出货量。设备出货量的区域分类预计在未来十年内将基本保持不变。船舶指定的区域由舰队的真正感兴趣的区域分配，这些区域由联合国贸易和发展会议（UNCTAD）组织确定。

4.与安全相关的应用将会促进GNSS设备出货量增长

设备的预期销售量将会取决于装备有GNSS的搜救信标，因为每艘船只（例如救生艇等）上将安装许多设备。此外，搜救信标的使用寿命应当会短于标准导航接收机的使用寿命。预计第二代搜救信标将具备返回链接的特性并且很有可能在未来十年间进一步激发市场。对于此类信标的监管需求正在由COSPAS-SARSAT提出。

GNSS在港口内的使用预计将会快速增长。这是由于港口内和港口周围的水路拥堵以及船只体积逐步增大造成的。两个重要的应用是：便携式导航设备（PPUs）和可被用于港口进入和港口自动化的GNSS驱动的专家导航助手，例如追踪船运集装箱和其他货物。对这些应用来说，GNSS可用来提高大型港口的效率。至2022年，按照收入值，港口将会发展成为最大的应用领域。

六、GNSS农业应用市场

1. GNSS精细农业旨在提高生产率

GNSS精细农业主要市场趋势有三点：一是发达国家在大型农场和大部分种植业中将会越来越多采用精细农业；二是在工业化程度较低的地区，GNSS精细农业将会随着农场的联合而加速崛起；三是对地观测和GNSS的结合将会出现集成应用。

精细农业在控制成本的同时满足了提高产量和效率的要求。GNSS的使用将会促进农场平均规模的扩大，促进机器密集型农业模式的使用以及农场主对于GNSS的逐步了解。

2. GNSS精细农业方面的主要应用

•拖拉机导引，利用一个数字显示屏辅助驾驶员沿预定的路径前行、减少路线重复或者路线疏漏的风险。这通常是农场主使用的第一个GNSS功能。

•自动驾驶系统，最先进的拖拉机导引形式，主要用于大型农场。它可以允许农用车辆沿预定路线自动驾驶。操作员只需集中精力监控整个过程。

•可变速率技术，充分利用当地的土地条件精确控制农业投入（如化肥，营养剂）。它根据相似的产量限制等级来为土地定性并且可以因地制宜。

•资产管理，是指使用实时信息监测农场设备位置和状态。

同时使用GNSS和对地观测数据（例如欧洲哥白尼对地观测计划）将会使得GNSS在农业领域产生新的应用（例如评估土地利用情况及其对生物多样性和地形地貌影响，评估作物生长状况，产量预测，灌溉管理）。

同时使用GNSS及其增强系统，例如RTK和SBAS等，可以提高精度。由于其设备价格可承受、精度适中，因此基于SBAS的解决方案促使小型农场开始逐步普及精细农业。

3.GNSS设备在各地区的使用量都在上涨

在2006至2012年间，GNSS设备的全球出货量和使用数量都翻了三倍多。北美地区是一个精细农业技术最为先进的区域，出货量和使用数量所占比例均为最大。该地区主要种植的农作物是玉米、大豆和小麦，而这几种农作物很适合应用GNSS。世界其他地区包括了技术发展水平不同的国家，从精细农业普及率很高的日本、澳大利亚到精细农业市场还处于初期的中国和印度。在欧洲，出货量和使用数量的增长主要是由西欧国家推动的，这些国家的条件更适合采用GNSS，例如农场的平均规模较大、资金更加充足等。

4.在未来农业中将普遍使用自动驾驶和可变速率技术

技术进步和农场的合并是所有地区GNSS设备出货量增长的关键推动因素。发达国家的农场主将会选择更加先进的解决方案（例如自动驾驶和可变速率技术）来进一步提高生产率。为应对投入成本上涨、资源短缺和粮食需求等方面的挑战，发展中国家将会对农业生产方式进行现代化改进。在欧洲，未来的增长主要依靠GNSS技术在中欧和东欧的普及来推动。这些地区目前的GNSS渗透率还相对较低。在接下来的十年，价格降低将会成为GNSS在精细农业中使用量上涨的重要原因。未来GNSS设备的收入很大程度上将来源于自动驾驶和可变速率技术。这两项应用增长的收入远远超过了此前的预估。同时，这两项应用收入总和将会占2022年GNSS农业设备销售收入的近80%。

七、GNSS测绘应用市场

1. GNSS是测绘领域应用的核心

GNSS测绘应用主要市场趋势有二点：一是测绘领域中GNSS使用量的增加主要取决于在高度增长的经济环境下的经济条件。地籍测绘和施工测量部门是GNSS在测绘中的最主要应用领域。二是环境学科、工程学科以及测绘学科的新型专业用户正在带动着地质信息学和其他新型应用途径的发展。

2. GNSS在测绘中的使用已遍布全球

与欧洲或北美地区相比，世界其他地区的测绘市场将会增长并且发展速度较快。这是由于这些地区的建筑工程较多。此外，GNSS在世界其他地区扩展速度较快，这是由于这些地区没有其他可替代的先前系统和密集的地面网络来支持并不总存在的测绘需求。测绘设备相对其他领域相比较贵。不过由于竞争激烈、需求增长和生产成本降低，可以预见在未来的数年间设备价格将会下跌。主要制造商开始生产贴有其他品牌的低价设备，以满足新兴经济体对这类设备不断增长的需求，这些新兴经济体更愿意购买低价设备。此类低价设备所采用的技术通常没有那么先进，因此不会影响发达国家市场的收入。

3.GNSS在测绘领域应用的增长取决于总体经济条件

由于世界其他地区国内生产总值（GDP）和人口不断增长，地籍测绘的重要性和频率都有所增加。在发展中国家，考虑到与房地产所有权有关的相关规定，土地边界及其测量很可能成为一个十分重要的问题。地籍测绘在自然灾害后的重建工作中也十分重要。由于地图绘制应用可以通过支持许多精度要求不高的新型应用来促进市场增长。自愿提供地理信息的出现将会促进GNSS设备的使用，以便在地图绘制团体中共享即时更新的地理信息。

· 席欢 张永红 译 廖春发 贠敏 校 （本文编辑：徐菁）