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2018年卫星导航系统发展历程及发展空间预测分析(图)

        导航卫星系统,即“全球卫星导航系统(GNSS)”,又称天基PNT系统,其关键作用是提供时间/空间基准和所有与位置相关的实时动态信息,业已成为国家重大的空间和信息化基础设施,也成为体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。

        参考观研天下发布《2018-2023年中国卫星导航产业发展现状与投资战略分析报告》 

        世界上最重要的两个参量是时间和空间,人类发展过程中一直在寻找和改进这两个参考系,甚至有说法称70~80%的社会信息都与之有关。卫星导航系统用几十个卫星,就能解决全球的时间空间一体化、高精度、实时动态服务,称其为基础设施名副其实。
图:卫星导航原理

图:全球卫星导航系统(GNSS)示意图


        “GNSS(全球导航卫星系统)俱乐部”在全世界主要有四名“正式成员”和两个“观察员”。目前全球共有四大全球导航卫星系统,包括美国GPS(全球定位系统)、俄罗斯GLONASS(格洛纳斯)、中国的BDS(北斗),以及欧盟的Galileo系统(伽利略)。此外,多个国家还有已建或者在建的若干区域卫星导航系统和星基增强系统,其中区域系统主要有日本的QZSS和印度的IRNSS,星基增强系统主要有美国的WAAS、欧盟的EGNOS、俄罗斯的SDCM、日本的MSAS以及印度的GAGAN。已经建成的北斗二号卫星导航系统是继GPS、GLONASS之后世界上第三个提供运行服务的卫星导航系统,可服务50多个国家、30多亿人口(亚太地区的国土面积占全球21.3%,但人口占全球的57.2%)。

        20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了“先试验、再区域、后全球“的三步走发展战略:

        2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;

        2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;

        2020年前后,建成北斗全球系统,向全球提供服务。

        目前,我国正在实施北斗三号系统建设。根据系统建设总体规划,计划2018年,面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务;2020年前后,完成35颗卫星发射组网,为全球用户提供服务。此外,将推进以北斗系统为核心的国家综合导航授时系统(PNT)建设,争取到2030年前后构建国家综合PNT体系。待北斗三号全球导航系统建成,我国卫星导航与位置服务产业用户规模有望成为世界第一。

图:“北斗”三步走发展战略:已进入全球组网阶段

图:北斗二号系统服务区示意图

        有富于想象力的民用市场
        与传统导航定位技术相比,卫星导航定位技术具有全时空、全天候、连续实时地提供导航、定位和定时的特点,已成为人类活动中采用最为普遍的导航定位技术。因此,全球卫星导航定位系统一经问世,在市场需求的牵动下很快就深入到各国军事、安全、经济领域的方方面面,使航空、航海、测绘、机械控制等传统产业的工作方式发生了根本的改变,开拓了移动位置服务等全新的信息服务领域,并迅速发展成为一个新兴的产业——卫星导航定位产业。

        “卫星导航系统的应用只局限于人的想象空间”。在现代导航技术中,最具代表性的卫星导航系统能够同时提供位置、速度、时间(PVT)信息,是当前定位、导航、授时(PNT)服务能力形成的基石(此处PNT指定位(Positioning),导航(Navigation),授时(Timing))。不同应用对精度的要求不尽相同,从种类来说大部分应用需求都是高精度。所谓卫星导航高精度应用,是指通过差分定位等技术手段对获取的卫星信号进行再处理,使最终精度高于系统本身性能。定位精度一般优于亚米级,主要应用包括测绘测量、地理信息系统应用、位移监测、移动测绘、机械控制等。

图:卫星导航应用分类


        从全球视角看,据之前欧盟全球卫星导航系统管理局(TheEuropeanGNSSAgency,GSA)发布数据,2013年全球卫星导航市场规模接近1700亿欧元,预计到2022年可达到2500亿欧元。

图:全球卫星导航市场的规模和结构


        在欧盟发布2017版的《全球导航卫星系统市场报告》中,GNSS下游市场主要包括设备收入、增值服务(如导航服务、车队管理应用和位置感知智能手机应用等)等:

        设备收入:2017年,全球在用GNSS设备数量为58亿部。预计到2020年,其数量将达到80亿部(至少每人1台)。智能手机占全球GNSS设备数量近80%,2017年道路应用设备达380多万套,专业细分市场则是无人机设备预计会爆发。

图:全球GNSS下游设备市场


        增值服务:2015年,增值市场规模首次超过了GNSS设备和增强服务的综合规模。未来位置服务(通过智能手机和平板电脑、跟踪设备、可穿戴设备、数码相机和便携式电脑等)和道路应用(通过车载设备、智能交通系统)将占据主导地位。

        从GNSS产业地区和国家的规模对比看,中国在世界市场已占到11%。

图:全球GNSS2015-2025增值服务累计收入份额

图:全球卫星导航系统(GNSS)示意图


资料来源:观研天下整理,转载请注明出处(ZTT)
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