2020卫星导航行业重点公司及主要推出产品分析
1、星基增强定位服务
天宝Trimble:2011年推出了全球精密定位服务(RTX),逐步完善定位服务性能。拥有120个自建观测站,对GNSS观测值进行实时跟踪和存贮,将GNSS观测值时发送给分别位于欧洲和美国的控制中心,控制中心对全星座精密卫星轨道、钟差和大气建模,得到全球精密定位改正数。全球精密位置改正数通过L波段卫星或者网络的方式广播给服务授权的终端用户。到2018年,已经形成支持包括中国北斗、美国GPS、俄罗斯Glonass、欧洲Galileo、日本QZSS在内的全星座,全频率,通过租用海事卫星播发L频段,2018年已经实现覆盖对中国区域的全覆盖。
“中国精度”系统:2015年6月发布的全球星基高精度增强服务系统,通过租用海事卫星L频段对地面进行播发,能使我国北斗用户在无需架设基站的情况下,在全球任一地点享受便捷的亚米级、分米级和厘米级三种不同精度层级的增强服务。中国精度通过全球300多IGS的数据形成模型再发送,系统为雅典娜RTK系统,并为中国精度设计了天鹰基带芯片和天琴射频芯片。经测试,“中国精度”在定位精度、相对精度和收敛时间等关键指标上优于国际同类服务系统,这也是中国首家具备世界级领先水平的星基广域增强系统,具有全部自主知识产权和全部控制权。
表:星基增强定位服务重点公司
资料来源:公开资料整理
2、地基增强定位服务
地基增强定位服务具有网格化特点,需要用户定位,但可以实现快速精准定位,测距里面包含了所有误差信息。
国家北斗办:2015年8月,中国兵器工业集团和阿里巴巴集团共同发起成立“千寻位置”公司,千寻位置负责国家北斗地基增强系统“全国一张网”的建设和运营,基于北斗卫星系统(兼容GPS、GLONASS、Galileo)基础定位数据,利用遍及全国的超过2400个地基增强站及自主研发的定位算法,,通过专网传至国家北斗数据处理中心,由部署数据中心的千寻位置云平台解算实时播发差分数据,用户可根据需要获取实时亚米级、厘米级、后处理毫米级精度的位置服务。目前,亚米级每年几百元,厘米级每年3600元。2018年5月,千寻推出“天音计划”,采用地球同步轨道卫星和互联网双路播发,为包括沙漠、海洋、高空等无网络覆盖区域、网络覆盖断续的区域提供7×24小时高可用的动态厘米级定位服务。目前服务覆盖中国地区,将于2021年实现全球覆盖。“天音计划”动态厘米级定位服务,与千寻跬步(FindM)亚米级高精度定位服务、千寻跬步专业版(FindMPro)亚米级高精度定位服务、千寻立见(FindNow)加速定位服务共同组成千寻位置高精度实时定位服务产品线。千寻目前拥有4亿用户,主要做四条线,车载、手机、无人机和智能穿戴等。
国家测绘局:2017年5月,全国卫星导航定位基准服务系统正式启用,它由500个国家级站点,2700个省市级站点,一个国家数据中心和30个省级数据中心,共同组成3300多站点的全国规模最大、覆盖范围最广的卫星导航定位服务系统。这一系统可以兼容北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略等卫星导航系统信号,具备了覆盖全国的亚米级实时导航定位服务能力。全国卫星导航定位服务系统采用三种不同精度的服务,即三种类型的服务产品。具体来说,一是面向社会公众的实时亚米级服务,二是面向专业用户的实时厘米级服务,三是面向特殊用户的事后毫米级服务。
表:地基增强定位服务重点公司
资料来源:公开资料整理
3、合众思壮
合众思壮公司成立于1994年,是国内最早进入卫星导航领域公司之一,是国内北斗导航定位民用领先企业。2000年,公司率先开始北斗导航技术的研究与应用,通过内生发展及外延并购并重,实现了导航应用多领域渗透,拥有北斗全产业链关键技术,掌握从芯片、天线、基带、板卡到算法到星基增强的完整技术体系,形成了北斗高精度、移动互联、时空信息服务和通导一体化四大业务板块。2018年公司全年实现营收23亿元,同比保持平稳。
合众思壮公司以北斗高精度业务起家,专注板卡、芯片、天线和算法技术打造高精度核心竞争力、覆盖多应用领域实现全球化布局,2013年公司收购北美卫星导航高精度公司Hemisphere,强化了高精度核心技术,2014年推出国产化高精度板卡,板卡性能国际领先。2016年发布星基增强基带芯片“天琴”。2017年,推出中国首款四通道GNSS芯片——天鹰,该芯片实现了对三频解算以及对“中国精度”星基增强系统的支持。在此基础上,雅典娜增强RTK引擎对数据质量控制和模糊解析算法进行了优化,改善了在中长基线和弱信号的定位精度和RTK可靠性。采用了GNSS三频测量技术(利用多个频率信号提升系统精度,提升可靠性)。雅典娜引擎在误差建模、质量控制和解算几个层面处于领先地位,至此,公司完成上游芯片、板卡、算法和天线布局,一体化能力突出。
2019年,合众思壮公司发布了针对北斗三号系统研发的“天琴二代”高精度星基增强基带芯片、Phantom和Vega全新系列高精度板卡,进一步提升公司核心竞争力。“天琴二代”拥有完全自主知识产权,是全球首款全面支持北斗三号的基带芯片,通过软件配置“天琴二代”实现了卫星信号解调的升级,即能够支持现有及未来计划发布的所有导航信号频率。Phantom与Vega两个系列的高精度板卡分别作为定位和定向板卡,均搭载“天琴二代”GNSS基带芯片以及“天鹰”宽带射频芯片。Phantom系列板卡支持单天线信号输入定位,定位精度可达到8mm+1ppm(RTK),未来将主要应用于测量测绘、形变监测、移动GIS和智能交通领域。Vega系列板卡则在Phantom系列板卡的基础上增加了双天线信号输入定位测向,支持提供俯仰、横滚等信息,定向精度优于0.08°。其主要应用在无人机、自动驾驶、精准农业、机械控制以及航空航海等领域。
合众思壮公司还持续拓展测绘、位移监测、农业机械等高精度终端应用市场。在测绘领域,先后收购了中科雅图(无人机测绘+智能电网巡线+数字城市数据服务)、吉欧电子(北斗高精度产品OEM厂商)、吉欧光学(3D扫描仪)、思拓力测绘(GNSS+CORS+手持终端)和海外StonexSrl(高精度的测量仪器)等公司布局测绘地理信息装备领域。在精准农业领域,公司作为国内智慧农业领军企业于2016年推出高端农机自动驾驶系统产品“慧农”,并于2018年收购全球精准农业公司AgJunction部分业务进军全球精准农业市场。随着北斗三号全球组网,北斗民用特别是高精度领域未来有望加速应用。据上海产业技术研究院预测,到2020年中国卫星导航高精度应用市场规模将达到215亿元,北斗民用高精度应用有望迎来快速发展。
合众思壮公司的高精度业务主要包含测量测绘、农机与机械控制、自动驾驶领域的应用,并不断渗透行业。
无线自组网络是一种不同于传统的基于集中控制的无线通信网络技术无线自组网络无需固定设备支持,各节点自行组网,具备无线路由功能,通信时,由其他用户节点进行数据的转发。无线自组网突破了传统基于集中控制的无线通信网络的地理局限,实现更加快速、便捷和高效地网络部署,特别适用于军队和公共安全等特殊应用场景。
军品主要是自组网的业务,是通导一体化板块的重要组成部分。为应对未来战争远程化的发展,必须建立作战单元通信网,自组网不依赖于预设的基础设施,主要用于解决应急条件下的可视化指挥、控制和通信问题,能够很好的满足建设要求。凡是需要快速组建通信网络的都需要自组网,各兵种都会使用;除了战争外,反恐部门、维稳部门也会配备,目前正从军方走向民用。公司在该业务上依托于北斗导航公司与元博中和,可以获得稳定的委托加工订单。公司2018年业务的大规模增长也得益于能力和渠道的优秀,以及市场的巨大需求。
北斗导航本身是军工业务的载体,公司目前在做在北斗三代的技术与产品、时间同步应用方面有较大优势。
北斗移动互联业务是公司重点发展业务。依托于时空信息技术,在公共安全、农业、交通、智慧城市等专业领域,提供独具特色的移动互联时空信息“云+端”应用领域的解决方案。公司加强移动互联产业方向上的资源整合,在民用航空、交通等应用领域均取得了良好进展,且在智慧城市领域取得突破,为未来时空物联应用打开了市场空间。
时空信息服务是公司业务战略的重要组成部分。公司构建了以“中国精度”、“中国位置”、“中国时间”为基础的时空基准服务体系和服务平台。结合自主研发的高安全声像图文时空大数据平台——博阳时空数据库,公司能够为智慧城市、国土规划、公安、环保、智能交通、智慧油田、农村土地承包经营权确权、地籍调查、不动产登记等众多专业市场提供包括时空数据获取、时空数据管理和时空应用在内的全方位时空信息服务。
在公安部提出“科技强警”和“四化”政策背景下,公安信息化成为公安部门提升办案效率、打击犯罪的重要手段。公安部已将北斗应用列入了“十三五”规划,力争在“十三五”期间实现警用车辆卫星定位终端配备率达100%(其中,新加装的卫星定位终端一律要求具备北斗卫星定位功能);具备卫星定位功能的手持设备配备率力争达到80%以上。
北斗导航卫星授时、自组网通信等关键技术,立足时空信息服务平台服务公安等行业,不断拓展业务范围。2014年收购公安警务系统服务商长春天成,2015年收购公安移动信息化产品与解决方案提供商深圳海棠科技,警务终端生产向下游延伸。2017年,中标“雪亮”项目10亿元订单,打造更具优势的高精度时空一体化合成指挥调度平台。公司生产手持以及车载移动智能终端,与公司的警务综合平台结合,构成公司独特的产品体系,充分满足对公安等行业的实施形势态势感知需求。以合成作战、警务综合应用、执法全流程业务应用、警务终端为核心的公共安全产品已覆盖北京、河南、河北、内蒙、广西、新疆、吉林、甘肃等11个省份。未来,公安业务逐渐从省级下沉到市/县级,尤其是县级公安局建设“智慧办案区”的需求。预计到2023年,国家以及企业对公安信息化的总投资支出将在259.1亿元左右。随着国家和企业对公安信息化的持续投入,北斗导航终端及各种解决方案在公安系统中的应用将越来越广泛。
授时方面:电力应用最多,铁路有所应用,公安对授时方面也是刚需。公司利用中国精度,授时精度已经达到全球最高水平。
3、中海达
中海达作为中国高精度GNSS的领跑者,一直深耕北斗卫星导航产业。公司全自主研发的卫星导航接收机(RTK)持续多年保持同行业领先地位,在高精度导航芯片、组合天线、星基增强系统等北斗导航高精度定位产品上持续发力,形成了北斗+精准定位装备、北斗+时空数据和北斗+行业解决方案等三大产品体系,掌握核心技术,2018年新获得海内外知识产权200项,其中专利79项。2018年实现营业收入12.89亿元,较去年同期增长26.26%,主要得益于时空数据和行业应用解决方案业产品增长。
表:中海达北斗+三大产品体系
资料来源:公开资料整理
中海达公司在高精度导航芯片、天线、板卡、算法、星基增强系统等关键自主技术上取得了重大突破,核心竞争力显著提升。2018年5月,公司发布国内首款投入实际应用的自主知识产权的北斗高精度导航芯片“恒星一号”,成功打破国外在该领域垄断,该芯片适用于GPS、北斗、GALILEO、GLONASS四个卫星系统所有频点,可实现对全球所有卫星导航星座的全频带兼容。同期公司发布了自主研发的GNSS碟状天线,可实现快速、及时、精准的卫星导航定位,公司高精度板卡的算法引擎进一步提升,接近国际顶级品牌产品的综合性能,在自产RTK设备上实现了约50%的进口替代。
中海达公司“全球精度”星基增强实时高精度定位服务系统研发取得了实质性进展,已在国内外布设了约100多个站点,在广州建立两个数据处理中心,保证在任何时间系统均可提供稳定可靠的服务。“全球精度”Hi-RTP服务系统是基于北斗的实时广域精密定位服务系统,通过建设全球和区域北斗高精度位置服务基础网,融合星基、地基等两种增强手段的技术优势,让用户在无需架设基站的情况下,在全球范围内任意地点可获得厘米级的高精度定位增强服务。2019年5月,“全球精度”Hi-RTP服务系统的L波段通讯卫星已经正式开始租用,“全球精度”Hi-RTP服务系统也进行了全国实测。从全国实测结果来看,绝大部分初始化过程可以在15-20min以内完成,仅有个别省份初始化时间在25min左右。初始化完成后均可获得平面方向优于125px,高程方向优于250px的定位精度(95%置信区间)。
国内高精度定位市场集中度较高,主要有四家企业,中海达、南方测绘、华测导航和合众思壮。中海达RTK产品出货量达5万台,市场份额约占30%,处于行业龙头地位,合众思壮与南方测绘出货量达3万台,华测导航略少于合众思壮。