在世界百年未有之大變局的背景下,中國逆勢而上,2020年成為全球唯一實現正增長的主要經濟體,2021年經濟增長將超過預期目標,為世界經濟復蘇帶來暖意的“中國之光”。步入2022年,北京冬奧會拉開帷幕,盡顯人文與科技共融的大國風范,引來全世界更多的目光,聚焦中國風采的同時也解讀中國機遇。
2022年冬奧會上,許多先進科技實現全新應用突破。例如國家跳臺滑雪中心安裝了“北斗微基站”,首次將北斗導航信號引入室內和地下遮擋區域,可以對場館內外的所有人員、車輛、設備的位置信息進行亞米級連續定位,進而提供信息化管理、實時指揮調度、三維全場景導航等服務,甚至可以迅速給出人員流調報告,以協助疫情防控工作。這便是“北斗衛星導航系統”(BeiDou Navigation Satellite System,簡稱BDS)的一個最新應用場景,今后可以拓展至公安、旅游、城市管理等領域。
圖片來源:中國電科官方微信公眾號
自主可控是必經之路
中國北斗衛星導航系統(BDS)、美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)和歐盟伽利略定位系統(Galileo)構成全球四大衛星導航系統。根據定義,北斗衛星導航系統(BDS)是中國自主建設運行的全球衛星導航系統,可為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務。
自上世紀70年代提出設想,北斗系統已經發展了三代(表1)。到2022年,北斗服務由北斗二號系統和北斗三號系統共同提供,第一代北斗系統早已退役。而下一代衛星系統建設也在醞釀中,或將在2035年初步建成北斗四號系統。
從硬件組成來看,BDS主要分為空間段、地面段及用戶段。空間段的導航衛星連續向地面發射無線電信號;地面臺站負責跟蹤、測量和預報衛星軌道并對衛星上設備工作進行控制管理;用戶端的定位設備實時接收衛星信號并解調、測算參數,從而實現定位、導航、授時等一系列應用服務(表2)。
具體來看,由于北斗導航屬于國家重大科技項目,空間段和地面段的基礎設施由政府主導、相關國企負責,發展相對成熟、競爭格局固定。在用戶端,隨著AIoT時代對高精度位置信息的需求不斷增長,越來越多的民營企業參與到北斗應用環節,所以用戶段市場化特征愈發明顯。
不難看出,目前用戶端里上游和中游的玩家相對集中,他們入局較早,擁有先發優勢,不斷通過技術突破、重組收購、業務拓展等手段,爭取實現“天線-芯片-板卡-模塊-終端-運營服務”的全產業鏈布局。
其中,國內衛星導航芯片研發企業正努力從行業類市場拓展至大眾消費領域,以此探索多元化的成長渠道。天線是國產替代較為成功的一塊,國產化份額超90%。同時高精度板卡已實現80%自給率。而北斗的終端集成除了典型的接收機(RTK)以外,最近也興起了如無人機、無人船、三維激光測繪設備等新興應用終端,有望豐富北斗終端設備的產品形態。
然而在下游市場,尤其是大眾消費市場,目前的滲透相對緩慢,有不少企業躍躍欲試,但還缺少成功案例,大家都在積極尋找啟動百億級市場大門的“金鑰匙”。為什么大眾市場的前景最被看好?一方面,特殊市場和行業市場主要得益于政府政策的直接推動,競爭格局相對固定,跨行業競爭者面臨一定準入門檻;另一方面,萬物互聯時代下,從車聯網到智能可穿戴設備再到智慧生活,高精度位置信息成為智能設備的剛需之一,刺激相關創新應用加速落地。
大眾消費領域將多點開花
那么,哪些細分市場最有前景?從政策層面看,2022年1月中國工信部發布《關于大眾消費領域北斗推廣應用的若干意見》(以下簡稱《意見》),旨在推動北斗衛星導航系統在大眾消費領域的規模化應用,其中涉及了車載導航、社交娛樂、智能城市等多個方面的倡導。
(1)北斗智能導航應用可以分為車載導航和個人導航。
業內共識是,中國龐大的汽車市場必然帶動車載導航與車聯網位置服務的巨大需求。隨著智能網聯汽車輔助駕駛等技術的深入,米級至分米級精度的車載導航開始快速普及,車輛高精度定位是必要條件之一。有預測表示,未來北斗高精度服務將以芯片或算法的方式嵌入每一臺車里,因此車聯網有望成為北斗大眾應用的潛在最大單一市場,是產業爆發的關鍵。
對此,2022年1月的《意見》倡導,鼓勵車輛標配化前裝北斗終端,提升北斗在車輛應用的滲透率。探索車輛北斗定位+短報文+4G/5G的一鍵緊急救援模式,鼓勵有條件的地區、車企、服務商先試先行。結合北斗地基增強系統、高精度地圖,在車聯網中推廣應用北斗高精度定位技術。
在普通導航中,北斗高精度網絡可用于實時數據的采集,以此支撐高精度地圖的繪制。從市場規模來看,2025年國內高精地圖產值將達到近80億元,2026年將會出現快速增長,突破100億元。
(2)社交娛樂。《意見》鼓勵,進一步培育北斗大眾消費新應用。第一步是入局,可以嘗試從智能手機、可穿戴設備出發,開展智能手機高精度定位試點示范。當務之急是提升智能手機、穿戴設備在室內等遮擋區域的多源融合定位能力,打造室內外無縫連續定位服務體系。接下來是拓展,探索北斗高精度、短報文等功能應用于智能手機、穿戴設備,構建亞米級定位應用場景,在新興消費、健康養老、兒童關愛、便民服務等領域廣泛應用。
(3)健康經濟。一方面,消費者日益重視運動健康,使智能手環、智能手表等可穿戴設備的需求增加,對應GNSS的定位精度也不斷加強。精準定位有助于加強可穿戴設備的使用體驗。另一方面,全球與疫情斗爭曠日持久,防疫工作已大有進步,今后的趨勢一定是科技防疫。所以,能為抗疫一線提供時空體系精準服務的北斗衛星導航系統將持續派上大用場。
(4)北斗導航系統在智慧城市應用廣泛,現已有應用案例的場景就包括智能交通、智能家居和智能物流。《意見》指出,預計到2025年底,國內將建設一批融合應用示范工程,形成大眾消費領域好用易用的北斗時空服務體系。鼓勵提供時間、位置、通信服務的設備、系統、軟件等相關企業使用單模北斗產品或支持北斗獨立功能的多模北斗產品,豐富北斗產品形態,培育北斗大眾消費應用新模式新業態。
最后必須提到的是,中國BDS和美國GPS的關系。兩者作為世界主流的衛星導航系統,既有競爭也有合作共存。例如在軍用等特殊領域,因為具有強烈的自主化應用需求,所以中國本土里BDS必定是替代GPS。在行業市場和大眾市場,常規下相互補充、共存兼容是最佳關系。而在高精度應用領域,BDS的服務能力更強,可以在優勢市場(如中國本土、“一帶一路”等)實現對GPS的替代;而由于北斗地基增強站在海外的建設相對之后,所以一段時間內GPS仍會占據海外市場,BDS可以作為補充。