2020卫星定位导航行业市场发展趋势分析，卫星定位涉及国家安全GPS不断向高精

全球卫星导航系统（GNSS）指利用全球卫星导航定位系统所提供的位臵、速度及时间信息对目标进行定位、导航及监管的技术。卫星导航原理可以简单概括为：通过不少于四颗卫星（已知位臵）对接收机的信号接收信息构建至少四个方程，最终求解信号终端在某时点的位臵信息。GNSS最初主要是为军事领域服务，之后扩展到海洋、航空、航天、测绘、地质勘探等专业应用及大众消费领域。人类社会80%以上的信息与“位臵”和“时间”有关，卫星导航定位技术可以迅速将位臵、时间信息数字化，进入互联网和各行各业的信息应用系统，被人们所使用。

目前世界上投入正式运行的卫星导航定位系统有美国的GPS系统、俄罗斯的Glonass系统，欧盟的Galileo系统和我国的北斗卫星导航定位系统。GPS的前身是1958年美国海军研究，使用基于多普勒频移技术的子午卫星系统。GPS是世界上第一个成功运行的卫星导航系统，也是目前应用最为广泛的卫星系统。俄罗斯GLONASS因苏联解体而停滞，2001年重启并于2011年全球商用。

表：全球卫星导航系统梳理

资料来源：锐观咨询整理

按照定位精度及应用领域的差别，卫星导航定位领域可区分为高精度专业应用市场和大众消费领域，前者一般是指定位误差在米级以下的专业应用领域，包括测绘测量、地理数据采集、航空航天、航海等；后者定位精度通常在10米左右，主要包括车载导航、通讯应用、野外探险、游戏娱乐、人/动物跟踪等大众消费领域。GPS系统为美国国防部门军事需求而建立，并兼顾民用需求。GPS卫星发射的信号包含两种不同性质和精度的测距码，即C/A码和P码，其中C/A码精度较低，码结构公开，可供具有GPS接收机的广大用户使用，而P码精度可达30cm，是结构不公开的保密码，专供美国军方以及得到特许的用户使用。

为了不断完善定位系统精度，GPS卫星经历了数次升级。我们梳理美国GPS卫星，从第一批GPS卫星BLOCKIIA，再到后续的BLOCKIIR、BLOCKIIR-M、BLOCKIIF、GPSIII/IIIF，每一次卫星的升级都伴随着发射频段数量的增加。最早的GPS卫星民用频段仅有L1，而最新的GPSIII已经拥有L1、L2C、L5、L1C四种频段。

随着可用频段数量的增加，GPS定位精度也在不断提升。

表：GPS卫星一览

资料来源：锐观咨询整理

卫星频率选择与带宽对定位精度影响显著。GPS的L1频段频率为1575.42MHz，其带宽仅为1MHz，意味着最小周期的传输时间是1/106s=1μs，乘以光速就是300米。L5频段频率为1176.45MHz，带宽高达10MHz，是L1频段的10倍，最小周期传输时间为0.1μs，单颗卫星定位测距误差也随之降至30米。另一方面，卫星信号经过大气层将产生折射，折射意味着信号出现误差。定位系统通过双频段/多频段信号进行数据计算，能够反推大气折射对数据的影响，从而实现误差数据校正提升精度。GPS官网显示，GPS在军用领域从第一代卫星开始，即使用了L1+L2的双频方案，从2005年以来，GPS面向民用放开双频应用，而在最新的BLOCKIIF，GPS卫星频段数量达到4种。2018年，小米8手机采用了L1和L5双频GPS定位系统，手机定位效果相较于传统单频定位手机显著提升。