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中国北斗卫星导航产业整体发展现状及趋势
——《2013—2014年中国北斗导航产业发展蓝皮书》发布

2014-07-10中国电子信息产业发展研究院军民结合研究所马智伟

卫星应用 2014年9期
关键词:导航系统北斗卫星

·文|中国电子信息产业发展研究院军民结合研究所 马智伟

中国北斗卫星导航产业整体发展现状及趋势
——《2013—2014年中国北斗导航产业发展蓝皮书》发布

·文|中国电子信息产业发展研究院军民结合研究所 马智伟

2014年6月,《2013-2014年中国北斗导航产业发展蓝皮书》发布,该蓝皮书旨在全面、系统、客观地总结中国北斗导航产业的发展现状及特点趋势。预计2015年中国卫星导航产值将超过2250亿元。

一、市场规模与增长

在全球卫星导航定位系统逐步开放、透明的大环境下,中国北斗卫星导航系统通过学习、引进、消化、吸收再创新的方式不断发展起来。与此相反的是,20世纪80年代建设初期的美国GPS系统却是一个严加保密的纯军事系统,只能用于军事用途。随着社会对卫星导航需求的不断增长、全球政治格局的大变革和经济一体化的发展,GPS已从最初的“军用为主、民用为辅”发展到“强军护民、以民养军”的新阶段。同时,美国的GPS相关政策已经变得越来越开放,GPS政策的每一次开放调整,都极大地推动了本国乃至全球卫星导航产业本身和相关市场的发展。

在经历了十多年的启蒙和培育阶段,中国北斗卫星导航产业已经取得一定进展,目前已初具规模。据中国卫星导航定位协会统计,到 2012 年中国卫星导航产业规模已经达到1200亿元,10年复合增长率达到 56.34%,呈现出高速增长态势(见图1)。到2013年,中国卫星导航产业的增长率达到60%左右,预计2015年产值将超过2250亿元。

图1 2002—2012年中国卫星导航产业规模统计

二、基本特征

1.产业化推进与系统建设齐头并进

目前中国北斗产业的现状是,中国的北斗系统落后美国20~30年,应用技术落后8~10 年。国家十分重视北斗产业的发展,将采取各种措施加速推进北斗产业发展。在政策上国家已经给予北斗产业重视和倾斜,相关促进计划已经开始着手订制。随着2012 年多项北斗应用示范项目的相继启动,中国北斗产业将加速迈向黄金十年,产业迎来小爆发。

在2012年12月27日国务院关于北斗系统的新闻发布会上,中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍,北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行,并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务,并兼具短报文通信能力。在该次会议上,中国宣布了北斗卫星导航定位系统正式提供区域服务,北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件(ICD)正式版也得到公开。从发布会当天开始,中国及周边地区将能享受到北斗卫星导航系统所提供的连续导航定位和授时服务,这标志北斗卫星导航系统在中国应用的正式展开,是中国北斗产业极为重要的历史时刻。

2.产业应用遵循军用—行业—大众市场顺序展开

从美国、俄罗斯的卫星导航产业发展过程来看,产业应用的发展过程都是遵循首先应用在军事、特定行业中,然后扩张到大众市场,中国北斗产业的发展也必然将遵循这样的发展路径,由国防安全领域起步,然后逐渐扩展到行业应用,最后是大众消费市场。其中行业应用和大众消费领域属于民用应用领域,因此北斗产业应用发展的路径可以简单地概括为产业应用沿军用到行业应用,再到大众市场的顺序展开。

最先建立起来的北斗卫星导航试验系统就是基于军事目的建立,首先就被主要应用在中国国防安全领域,其中北斗卫星导航试验系统注册用户中有50%是军方用户。随着北斗卫星导航系统亚太地区组网完成,北斗卫星导航系统率先在军队中应用,主要用于部队定位、授时,武器平台导航,指挥自动化,紧急救援等方面。同时,在产业推广初期,为了推动北斗的民用化进程,中国近几年已经开始启动行业应用“示范工程”,这已经成为中国最近阶段推动北斗产业化的主要手段。通过行业应用“示范工程”,北斗卫星导航系统率先在相关行业进行应用示范,使得该系统在短时间内能够得到十分迅速、有效的推广。目前已经开展的北斗应用示范项目包括中国气象局“基于北斗的大气海洋与空间监测运行运用”,广东省的“基于北斗的公务车辆管理服务示范”,交通运输部的“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”等,农业部、中国电信、国土资源部、公安部等都在积极开展北斗的示范应用,随着北斗系统在亚太地区组网完成,大规模的行业示范工程将在各行业陆续展开,从而实现推动北斗产业化提速。

大众消费市场由于北斗产业的发展还不完善,因此其在2015 年之前空间有限,但由于大众消费对卫星导航的巨大需求,北斗卫星导航系统在该领域发展潜力巨大。卫星导航在大众消费领域的应用主要有车辆导航,手机导航,以及位置信息(LBS)等。目前中国大众消费应用占比卫星导航市场超过 80%,其中 GPS 占据近100%市场。其芯片价格昂贵,未形成规模化是导致北斗系统在大众应用中发展缓慢的最主要的原因。目前北斗试验系统芯片一般价格在400元,而GPS芯片价格在40元。同时,与国产北斗芯片相比,美国的GPS芯片目前拥有巨大的规模优势,北斗导航芯片只有千万级别,而出货量在千亿级别。随着北斗系统亚太地区组网完成,国家通过补贴专项费用来发展北斗芯片,从而使其规模化,初步预计北斗导航芯片要达到规模化需要在 2015 年之后,占据北斗导航 80%市场规模的大众消费应用将是未来北斗导航产业长期稳定的驱动力。

3.产业自主创新能力得到极大提高

2013年,中国在北斗导航产业自主创新发展能力方面重点进行了北斗兼容型导航终端及其核心组件开发应用,支持基于智能位置服务、室内外定位融合服务、高精度位移测量服务的技术和系统研发。如杭州中科微电子有限公司与厦门雅讯公司联合研发成功了满足使用要求的北斗/GPS兼容射频和基带芯片,芯片成本接近单一GPS芯片,已完成4万台车载终端的示范应用。和芯星通公司开展了基于北斗的多模多频高精度测量型OEM板卡研发,突破了载波平滑伪距技术、多模多频射频电路设计技术、多模RTK技术等关键技术,研制成功两款高精度测量型OEM板卡产品,在重大设施安全监测领域具有广阔的应用前景,将打破GPS系统在高精度测量领域的垄断地位,目前已与湖北省气象局、广东省气象局等单位开展示范项目,取得了良好的效果。北京华力创通公司和广东好帮手公司自主研发北斗GNSS卫星导航多媒体一体化芯片,研制成功了车载多媒体导航信息终端,将有力推动中国北斗车载导航终端的进步。中卫星空公司和天津火网公司联合开展室内外无缝定位消防应急救援应用平台研制与应用,目前已在天津完成了60平方千米示范建设,水平定位精度优于3米,达到国际先进水平,对于拓展北斗卫星导航系统的应用范围具有重要意义。

4.产业规模化发展呈现强劲势头

在中国北斗卫星导航系统加速建设的背景下,发改委等国家部门通过重点支持项目,大力推广北斗应用,北斗产业规模化发展应用势头强劲,2013年产业规模达到1560亿元。

从示范应用方面来看,长春一汽、江淮汽车、长城汽车、郑州宇通、重庆长安、包头北奔、陕西重汽等汽车制造商与有关单位联合研制车载北斗卫星导航终端及相关综合服务平台,通过前装、改造等方式,实现超过30万台车辆的示范应用;海南天标电子科技有限公司和海南三道圆融旅业有限公司研制部署30万台北斗智能导游机;中国四维测绘技术有限公司和北京维艾思气象信息科技有限公司联合研制部署6万台北斗智能气象服务终端;合众思壮公司研制6万台北斗兼容警务手持终端,加上其他领域的应用,北斗兼容型终端的规模已超过百万台的量级。

在行业应用方面,北斗的规模化发展范围覆盖了交通、物流、旅游、气象、农业、医疗救助、安全生产等领域,对于推动产业结构调整、提高社会生产效率、改善人民生活质量等具有重要的意义。比如中国东方红卫星股份有限公司和中国石油天然气运输公司联合开展基于北斗导航技术的物流运输智能感知与位置服务系统项目建设,在能源、危化品及战略物资运输领域进行规模化应用,一期工程完成约3万辆车的示范应用,后续将会陆续开展约13万辆车的推广应用,该项目实施促进了项目单位提高信息化水平和管理效率,对于推动中国北斗系统在构架战略层面规模化替代GPS系统应用具有重要的示范意义。

在国际化推广方面,北京星地恒通公司采用三维遥感GIS与卫星导航定位融合技术,研发北斗船载和车载终端,并通过长城工业公司,在亚太地区构建卫星遥感与卫星导航互相融合的北斗船舶/车辆监控管理运营服务平台,项目实施将持续推动北斗系统在亚太地区应用推广,促进北斗系统国际化的应用发展。

5.产业发展的商业模式不断创新

在北斗产业化推动过程中,中国各地针对不同应用领域采用了灵活的商业模式,使中国北斗产业快速发展取得了积极成效。比如,航天科技控股集团有限公司与北京讯业互联科技有限公司联合研制基于北斗导航系统的多功能智能车载终端及其综合管理系统,在江西省客货运输行业展开综合示范应用,计划完成30万台终端部署和升级运营车辆管理平台项目建设。该项目采用了“为用户免费安装终端,收取年费服务”的推广应用模式,江西省交通厅已经出台了支持应用的相关配套政策,目前项目进展顺利。又如北斗星通信息服务有限公司和海南省海洋与渔业监察总队联合开展南中国海船舶安全智能位置服务应用工程,采取“低价终端产品+免费应用平台+长期运营服务”的业务模式,在南中国海的中远海、近海船舶安全领域全面推广应用北斗系统。北斗星通公司已将这种商业模式推广应用到其他海域的渔业领域,以及旅游、交通、物联网等领域,呈现出很强的发展活力,社会效益和经济效益明显。目前,北斗星通公司已在中国南海、东海、黄渤海发展中远海渔船北斗用户4万余个,伴随手机用户超10万个,构建了中国最大的“北斗船联网”。

6.系统集成和运营服务占比尚低

北斗系统必须以行业应用软件为基础,将导航定位产品、技术与用户的业务流程有机串联结合,基于所提供的导航、定位、授时和通信服务功能,为客户提供系统性解决方案,只有这样才能最终实现北斗卫星导航系统的功能。

北斗卫星导航系统目前已在国防信息化建设、电力调度、水文测报、管道监测、气象监测、海洋渔业等诸多领域得到较多应用。在美国等拥有成熟卫星导航定位产业的国家,卫星导航服务业能够创造大部分卫星导航产业价值,以相关发达国家产业发展为依据,卫星导航服务业在卫星导航定位产业总产值中能够占到 70%的规模。与之形成鲜明对比的是,中国北斗卫星导航应用系统和运营服务仍处于起步阶段,有巨大的提升空间。卫星导航的运营服务一旦实现规模化还将拉动中上游的北斗终端、北斗元器件等产品的需求。

企业要想提供北斗卫星导航定位系统的运营服务就必须经过有关部门的审批,必须具备一些相关条件。北斗卫星导航系统的运营服务资质归属“中国卫星导航定位应用管理中心”进行管理,相关企业必须从中心申请取得“北斗系统运营服务许可证”。运营服务业务的国家资质许可,实际上形成了较高行业壁垒。许可资质的要求包括北斗服务设施、技术力量和资金等各项重要条件,企业保证盈利还须拥有成规模的客户群,并能够充分实现其要求。目前已经获得许可的北斗系统的运营服务企业主要包括已经上市的振芯科技、北斗星通、海格通信等12家企业。

三、发展趋势

1.依托技术进步和政策支持做大做强

未来中国将加快北斗卫星导航定位服务民用基础设施建设,有效增强卫星导航系统性能和服务能力,不断夯实产业技术,更为重要的是,在北斗产业中将继续不断增强芯片等关键元器件的自主研发实力,逐步摆脱基础产品依靠进口的被动局面,突破芯片设计、制造的技术难题,生产出具有自主知识产权的芯片,为北斗产业化发展奠定基础。目前来看,中国北斗元器件水平已经实现了自主集成设计,特别是关键元器件,虽然其对于国内大部分企业来说仍旧属技术含量高、研发难度大的产品,但是能够掌握北斗导航终端设备核心制造技术、具有核心元器件设计开发能力的企业已经显露并占有一定的市场份额。

同时,中国将会继续推行一系列政策支持北斗产业的发展。将会继续通过发改委卫星产业化专项基金、电子信息产业发展基金等渠道支持北斗芯片企业的自主创新和发展。通过联合行业主管部门和地方政府,努力提升北斗应用示范服务行业、服务社会的能力水平,建立批量推广机制,大规模开展北斗示范应用。将会深入挖掘大众市场需求,通过北斗产业基地和园区打造新型服务平台,创新应用服务模式,推进北斗产业成规模增长。而且建立国家统一的技术标准、数据交换标准和共享原则,对中国卫星导航定位产业发展进行统一协调、规范和指导,走高水平、有序化发展的道路,推动北斗导航应用在国民经济各领域更好地发挥作用。

2.逐步从设备销售走向应用与运营服务

运营服务是卫星导航产业中一个非常稳定和巨大的市场,大部分由卫星导航服务业所创造,根据发达国家的经验,在卫星导航定位产业总产值中,卫星导航服务业能够占到 70%规模。中国北斗卫星导航系统和运营服务仍处于起步阶段,发展空间巨大,一旦实现规模化还将拉动中上游的北斗终端、北斗元器件等产品的需求。目前北斗卫星导航系统已经在国防信息化建设、水文测报、电力调度、海洋渔业、管道监测、气象监测等领域得到较多应用。随着北斗系统的逐步完善,应用深度和广度将逐步拓展,并逐步从设备销售走向运营服务。

同时,应用服务体系将定位于信息服务第三产业的位置上,从卫星导航定位基础设施建设入手,避免低水平重复引进。将通过建立通信网络、电力网络、高速公路网络等基础设施一样,建立以导航定位、授时、防灾减灾、环境保护等为服务对象的国家卫星导航定位信息应用服务体系。

3.逐步实现产业规模化和应用多元化

北斗产业在中国已经形成了良好的发展态势,但是也面临一些突出问题,例如地面基础设施能力不足、产业集中度低、相关产品和解决方案与国际先进水平差距较大,北斗市场空间被严重挤压等问题。未来,在国家政策和专项的引导之下,将实现北斗的规模化和多元化发展。中国将推进北斗时频系统在金融、电信、电力、公安等涉及国民经济安全重要领域的应用,推动北斗兼容产品在交通运输、防灾减灾、农林水利等领域的规模化应用。同时,还将推动卫星导航功能成为车载导航、智能手机等终端的标准配置,促进社会服务、旅游出行、弱势群体关爱等多元化应用。

4.逐步从亚太地区走向全球市场范围

面向亚太用户提供卫星导航服务。目前,亚太地区部分国家的航天技术基础较好,具有一定的卫星导航应用基础和经验。但大部分国家应用基础相对薄弱,未形成自主卫星导航产业链,主要表现在:不拥有卫星导航系统或增强系统、不具备卫星导航重点独立研发生产能力、许多行业和大众应用需求有待开发等。

正是因为这种情况,亚太地区卫星导航应用需求十分迫切。多个国家向中国提出应用北斗的需求和合作愿望,包括:巴基斯坦、蒙古、缅甸、澳大利亚等国家。同时,有多个亚太国际组织对应用北斗表现积极,包括:亚太区教科文组织(APSCO)、中老缅泰四国联委会、联合国亚太经社委员会等。

亚太地区国土面积占全球 21.3%,人口占全球57.2%,开展航天合作的国家或地区有9个,卫星导航市场空间十分广阔。中国卫星导航系统管理办公室国际合作研究中心主任王莉介绍说,预计到2014年底,亚太地区卫星导航市场份额将占全球市场的23.6%。

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