2020北斗行业市场发展趋势分析,即将完成北斗三号系统全面组网覆盖范围进一
1、空间段:即将完成北斗三号系统全面组网,覆盖范围进一步完善
目前,北斗三号系统空间段全球组网进展顺利,截至2019年12月底,已成功发射了28颗北斗三号卫星(其中,1颗地球静止轨道卫星、24颗中圆地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星);构建了稳定可靠的星间链路,实现星间星地联合组网。预计在2020年6月底前,我国还将发射2颗地球静止轨道北斗三号卫星,完成30颗卫星发射组网,全面建成北斗三号系统。
表:2017-2019年北斗三号系统发射情况
资料来源:公开资料整理
中国北斗卫星导航系统总设计师杨长风在接受中国青年报采访时透露:2020年6月前,我国将发射两颗北斗三号地球静止轨道卫星,全面建成北斗三号系统,为全球提供更优质服务,比预定计划提前半年。后续除了完成北斗三号全球系统的组网外,我国还计划于2035年前建成以北斗系统为核心的综合定位、导航、授时体系。目前,我国已启动北斗系统接续发展的总体论证和关键技术攻关。
2、地面段:地基增强系统构建“全国一张网”,实现高精度定位
由中国兵器工业集团和阿里巴巴集团共同打造的千寻位置网络有限公司,负责国家北斗地基增强系统“全国一张网”的建设,天上的北斗卫星和地上的“一张网”,共同组成了中国北斗高精度定位能力的基础设施。2016年5月18日,国家北斗地基增强系统正式投入运行,这也标志着中国北斗开始面向全国提供高精度位置服务。
地基增强系统,即ground-basedaugmentationsystems(缩写为GBAS),是通过提供差分修正信号,可达到提高卫星导航精度的目的;优化后的定位精度可以从毫米级至亚米级不等;该系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。
作为导航应用的核心,北斗地基增强系统由基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统和用户终端五部分组成。北斗基准站接收北斗、GPS、GLONASS的卫星观测数据、星历数据等,通过通信网络系统实时传输到国家数据综合处理系统,经过处理后生成北斗基准站观测数据、广域增强数据产品、区域增强数据产品、后处理高精度数据产品等,利用卫星广播、数字广播、移动通信等手段播发至北斗/GNSS增强用户终端,满足北斗地基增强系统服务范围内增强精度和完好性的需求。
图:北斗地基增强系统组成示意图
资料来源:公开资料整理
北斗地基增强系统自2017年7月提供基本服务以来,在系统服务区内提供实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级增强定位服务,已在交通、地震、气象、测绘、国土、科教等行业领域进行了应用推广。截至2019年年底,已在中国范围内建设155个框架网基准站和2200余个区域网基准站。
155个框架网基准站大致均匀的布设在中国陆地和沿海岛礁,满足北斗地基增强系统提供广域实时米级、分米级增强服务以及后处理毫米级高精度服务的组网要求。
2200余个区域加强密度网基准站以省、直辖市或自治区为区域单位布设,根据各自的面积、地理环境、人口分布、社会经济发展情况进行覆盖,满足北斗地基增强系统提供区域实时厘米级增强服务、后处理毫米级高精度服务所需的组网要求。
近年来,北斗三号系统建立了高精度时间和空间基准,增加了星间链路运行管理设施,实现了基于星地和星间链路联合观测的卫星轨道和钟差测定,具备定位导航授时服务能力;同时,开展了短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位等服务的地面设施建设。
目前千寻位置基于北斗卫星系统(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,通过互联网技术进行大数据运算,为遍布全国的用户提供精准定位及延展服务。
3、用户段:国产基础产品快速发展,5G商用加速下游应用行业拓展
用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端设备、应用系统与应用服务等。
随着北斗三号系统组网不断推进,地基增强系统的愈发完善,北斗导航系统在下游的应用发展势头也越来越好。目前我国北斗导航上游的基础部件如基带芯片、射频芯片、板卡、天线等都已实现自主可控。北斗/GNSS基础产品已实现大众应用,技术达到国际先进水平。支持北斗三号系统信号的28纳米芯片已在物联网和消费电子领域得到广泛应用。22纳米双频定位芯片已具备市场化应用条件,全频一体化高精度芯片已经投产,北斗芯片性能再上新台阶。
截至2019年年底,国产北斗导航型芯片模块出货量已超1亿片,季度出货量突破1000万片。北斗导航型芯片、模块、高精度板卡和天线已输出到100余个国家和地区。
而随着北斗系统的逐步完善,在下游应用端,北斗系统也在持续提升全球定位导航授时和区域短报文通信服务能力,并提供星基增强、地基增强、精密单点定位、全球短报文通信和国际搜救等服务。预计到2020年,北斗系统计划提供如下服务:
表:2020年北斗导航系统预计提供服务
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1、定位导航授时服务:为全球用户提供服务,空间信号精度优于0.5米;全球定位精度优于10米,测速精度优于0.2米/秒,授时精度优于20纳秒;亚太地区定位精度优于5米,测速精度优于0.1米/秒,授时精度优于10纳秒,整体性能大幅提升。
2、短报文通信服务:区域短报文通信服务,服务容量提高到1000万次/小时,接收机发射功率降低到1-3瓦,单次通信能力1000汉字(14000比特);全球短报文通信服务,单次通信能力40汉字(560比特)
3、星基增强服务:按照国际民航组织标准,服务中国及周边地区用户,支持单频及双频多星座两种增强服务模式,满足国际民航组织相关性能要求。
4、地基增强服务:利用移动通信网络或互联网络,向北斗基准站网覆盖区内的用户提供米级、分米级、厘米级、毫米级高精度定位服务。
5、精密单点定位服务:服务中国及周边地区用户,提供动态分米级、静态厘米级的精密定位服务。
6、国际搜救服务:按照国际搜救卫星系统组织相关标准,与其他卫星导航系统共同组成全球中轨搜救系统,服务全球用户。同时提供返向链路,极大提升搜救效率和服务能力。
根据欧洲全球导航卫星系统局预测,全球卫星导航系统产业市场规模将从2019年的1507亿欧元到2029年提升至3244亿欧元,十年复合增速8%,从卫星系统系统产业的最终收入来源看,目前各类应用设备平台已逐步向软件和服务解决方案演变。