摘要:我國在2019年、2020年分別發(fā)射了10顆、2顆導(dǎo)航衛(wèi)星,2020年6月隨著第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空,北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署正式完成,此后2021-2022年期間中國導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射量為零。2023年,我國成功發(fā)射3顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,2023年5月,第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星,是我國北斗三號工程的首顆備份衛(wèi)星,入軌并完成在軌測試后,將接入北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。此次發(fā)射也是北斗三號工程高密度組網(wǎng)之后,時隔3年的首發(fā)任務(wù)。隨后于12月,我國成功發(fā)射第五十七顆、五十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該組衛(wèi)星屬中圓地球軌道衛(wèi)星,是我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通后發(fā)射的首組MEO衛(wèi)星。
一、定義及分類
導(dǎo)航衛(wèi)星是為地面、海洋、空中和空間用戶提供導(dǎo)航定位服務(wù)的人造地球衛(wèi)星。導(dǎo)航衛(wèi)星上裝有專用的無線電導(dǎo)航設(shè)備,發(fā)送精密的無線電導(dǎo)航信號以及衛(wèi)星軌道參數(shù),供用戶實現(xiàn)位置和速度的確定。按照運行軌道,導(dǎo)航衛(wèi)星可分為地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星。
導(dǎo)航衛(wèi)星是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間部分?,F(xiàn)今全球有四大核心衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),分別是美國的GPS系統(tǒng)、歐洲的GALILEO(伽利略)系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS(格洛納斯)系統(tǒng)以及中國的北斗(COMPASS)導(dǎo)航系統(tǒng)。美國的GPS系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)均采用了單一中圓地球軌道衛(wèi)星星座,我國北斗系統(tǒng)由GEO衛(wèi)星、IGSO衛(wèi)星、MEO衛(wèi)星3種軌道衛(wèi)星組成,其中MEO衛(wèi)星是北斗全球組網(wǎng)的主力。
二、行業(yè)政策
1、國家層面相關(guān)政策
導(dǎo)航衛(wèi)星作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重要組成部分,受到各個國家支持與關(guān)注。北斗系統(tǒng)作為我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),不僅在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用,也在國際舞臺上發(fā)揮著重要的作用。近年來,我國政府發(fā)布了大量的政策法規(guī)推動北斗系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展,一方面,鼓勵企業(yè)加強技術(shù)研發(fā),加快突破產(chǎn)品核心技術(shù)與產(chǎn)品,提升北斗系統(tǒng)的服務(wù)能力;另一方面,支持北斗系統(tǒng)在交通、港口、航行等領(lǐng)域規(guī)?;瘧?yīng)用,擴大北斗應(yīng)用規(guī)模,提高應(yīng)用普及率。未來在政策支持下,北斗系統(tǒng)將進(jìn)入規(guī)?;瘧?yīng)用、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的快車道。
2、地區(qū)層面相關(guān)政策
各地政府也高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展,相繼發(fā)布利好政策,推動北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。2023年7月,四川省經(jīng)濟和信息化廳等五部門發(fā)布的《關(guān)于推動衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見》提出,在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域,不斷完善北斗星基、地基、類衛(wèi)星增強系統(tǒng)。隨后于9月,重慶市經(jīng)濟和信息化委員會、重慶市發(fā)展和改革委員會發(fā)布了《重慶市加快推進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動計劃(2023—2025年)》,提出要做大做優(yōu)北斗硬件。鼓勵企業(yè)開展北斗芯片、模塊、板卡、天線等關(guān)鍵核心產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn),著力加強衛(wèi)星導(dǎo)航與5G/6G、慣性導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航等多技術(shù)融合產(chǎn)品研發(fā)。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
導(dǎo)航衛(wèi)星行業(yè)技術(shù)壁壘高,研發(fā)建設(shè)周期長。導(dǎo)航衛(wèi)星研制涉及電子、機械、材料和航天等多個工業(yè)領(lǐng)域的尖端科技,技術(shù)門檻較高。目前世界上有且僅有中國、美國、俄羅斯、歐洲、日本和印度六個國家或地區(qū)正在建設(shè)或已經(jīng)建設(shè)完成了具有實用性的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),日本的準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)和印度的區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(NAVIC)僅具備區(qū)域?qū)Ш椒?wù)能力,大部分國家尚不具備構(gòu)建衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的能力。
2、人才壁壘
導(dǎo)航衛(wèi)星行業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè),具有人才、技術(shù)密集的特點。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很大程度上取決于人才隊伍建設(shè)水平,尤其是高層次人才。行業(yè)發(fā)展需要大批高水平的行業(yè)應(yīng)用人才、技術(shù)開發(fā)人才以及管理人才,人才成為重要的行業(yè)進(jìn)入壁壘。
3、資金壁壘
完善的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個國家綜合實力的展示,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)是一個長期、復(fù)雜且耗資巨大的工程。除對國家的科技水平要求高外,還要求國家具備雄厚的資本實力。從項目啟動到全球組網(wǎng)完成,國家需投入大量的資金用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、技術(shù)研發(fā)等。資金壓力不僅來自于研發(fā)階段的投入,也來自于系統(tǒng)運行后的維護(hù)和升級。
四、發(fā)展歷程
我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)起步較晚,從20世紀(jì)80年代提出設(shè)想,到1994年北斗一號建設(shè)正式啟動,經(jīng)過30多年的實踐探索,經(jīng)歷北斗系統(tǒng)建設(shè)“三步走”的發(fā)展歷程。第一步為建設(shè)北斗一號系統(tǒng),又叫北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng),實現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航從無到有。北斗一號系統(tǒng)的建成,邁出了探索性的第一步,初步滿足了中國及周邊區(qū)域的定位、導(dǎo)航、授時需求。第二步為建設(shè)北斗二號系統(tǒng),從有源定位到無源定位,不僅服務(wù)中國地區(qū),還可為亞太地區(qū)用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務(wù)。第三步為建設(shè)北斗三號系統(tǒng),實現(xiàn)全球組網(wǎng)。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
導(dǎo)航衛(wèi)星由載荷系統(tǒng)、姿軌控系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等系統(tǒng)組成,技術(shù)壁壘十分高。導(dǎo)航衛(wèi)星與地面段、用戶段共同組成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于交通運輸、港口、航海、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域,已成為我國現(xiàn)代化建設(shè)重要組成部分。中國導(dǎo)航衛(wèi)星行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示:
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)中國東方紅衛(wèi)星股份有限公司
中國東方紅衛(wèi)星股份有限公司是中國航天科技集團(tuán)有限公司中國空間技術(shù)研究院控股的上市公司,主要從事小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星研制業(yè)務(wù)和衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)。公司成功開發(fā)了覆蓋1kg至1000kg完整序列的小衛(wèi)星/微小衛(wèi)星公用平臺型譜,產(chǎn)品涉及光學(xué)遙感、電磁與微波遙感、通信、科學(xué)與技術(shù)試驗等領(lǐng)域,具備復(fù)雜星座系統(tǒng)設(shè)計、全鏈路仿真、自主任務(wù)規(guī)劃、星上智能處理、AIT一體化管控、組批生產(chǎn)等核心技術(shù)能力,可為航天器提供星上導(dǎo)航接收機、空間太陽電池片、星上電子通信設(shè)備等產(chǎn)品。2023年上半年中國衛(wèi)星宇航制造及衛(wèi)星應(yīng)用收入為23.8億元,業(yè)務(wù)毛利率為15.3%。
(2)北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司
北斗星通主營業(yè)務(wù)包括芯片與數(shù)據(jù)服務(wù)、衛(wèi)星導(dǎo)航、陶瓷元器件、汽車電子業(yè)務(wù)四個板塊。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)是公司的業(yè)務(wù)支點,產(chǎn)品包括導(dǎo)航定位及通信天線、北斗應(yīng)用終端、北斗指揮設(shè)備、北斗應(yīng)用系統(tǒng)、天通衛(wèi)星通信終端及微波組件/部件/單機等。同時,北斗星通開拓了我國首個北斗民用規(guī)模化應(yīng)用——北斗在海洋漁業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。2023年上半年北斗星通導(dǎo)航產(chǎn)品實現(xiàn)營收2.76億元,同比下滑9.60%,業(yè)務(wù)毛利率為35.08%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
我國在2019年、2020年分別發(fā)射了10顆、2顆導(dǎo)航衛(wèi)星,2020年6月隨著第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空,北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署正式完成,此后2021-2022年期間中國導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射量為零。2023年,我國成功發(fā)射3顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,2023年5月,第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星,是我國北斗三號工程的首顆備份衛(wèi)星,入軌并完成在軌測試后,將接入北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。此次發(fā)射也是北斗三號工程高密度組網(wǎng)之后,時隔3年的首發(fā)任務(wù)。隨后于12月,我國成功發(fā)射第五十七顆、五十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該組衛(wèi)星屬中圓地球軌道衛(wèi)星,是我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通后發(fā)射的首組MEO衛(wèi)星。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)國家產(chǎn)業(yè)政策大力支持
隨著北斗三號全面投入運行,我國建成了覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),北斗工程掀開了從建設(shè)到應(yīng)用的新篇章。北斗產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),國家及地方相繼出臺了一系列支持政策。隨著國家“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略的實施,進(jìn)一步刺激和拉動了各行業(yè)對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用的需求和投入,衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)將與其他新基建相配套,共同推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
(2)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用廣泛
目前,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已全面服務(wù)國防軍工、交通運輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等行業(yè),融入電力、金融、通信等基礎(chǔ)設(shè)施,廣泛進(jìn)入大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領(lǐng)域,深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟和社會效益。近年來國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)市場需求繼續(xù)保持穩(wěn)定增長態(tài)勢,包括新基建、交通、能源、水利等在內(nèi)的現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施體系建設(shè)對北斗應(yīng)用的需求持續(xù)釋放,北斗在智能交通、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)及水利、智能制造等領(lǐng)域的應(yīng)用所形成的數(shù)字化場景,正在不斷形成新的細(xì)分市場,進(jìn)一步提升了我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)的總體市場規(guī)模。
(3)我國航天技術(shù)迅速發(fā)展
近年來,我國航天產(chǎn)業(yè)在國家主導(dǎo)和支持下取得了輝煌成就,我國已經(jīng)全面建成航天大國,進(jìn)入世界航天強國行列,開啟了全面建設(shè)航天強國新征程。以央企為主的“國家隊”是我國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中堅力量,2018年以來,我國航天活動無論是發(fā)射次數(shù)還是航天器研制發(fā)射數(shù)量和質(zhì)量均保持在世界前列,實現(xiàn)了快速增長。同時,在隨著衛(wèi)星導(dǎo)航需求不斷擴大,我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善,加速實現(xiàn)核心零部件技術(shù)突破。
2、不利因素
(1)行業(yè)創(chuàng)新型技術(shù)人才缺乏
人才是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),衛(wèi)星制造與應(yīng)用行業(yè)屬于知識與技術(shù)密集型行業(yè),對既有較強專業(yè)技術(shù)能力又具有豐富實踐經(jīng)驗的創(chuàng)新型人才有著較大需求。目前我國北斗有關(guān)專業(yè)學(xué)科建設(shè)滯后,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)普遍面臨著專業(yè)技術(shù)人才短缺問題,高端領(lǐng)軍型專業(yè)人才尤為短缺。
(2)行業(yè)發(fā)展面臨較大的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險
目前,衛(wèi)星導(dǎo)航行業(yè)國產(chǎn)替代趨勢明顯,在工業(yè)、車載、部分消費級領(lǐng)域都正在實現(xiàn)大規(guī)模的國產(chǎn)替代。而在高端領(lǐng)域,如智能手機、自動駕駛、手表手環(huán)等應(yīng)用,由于產(chǎn)品本身的功耗、靈敏度等性能不足或設(shè)計中沒有滿足消費級或車規(guī)級功能安全等要求,國產(chǎn)產(chǎn)品尚未整體邁入高端領(lǐng)域的門檻,需要國內(nèi)公司在研發(fā)中有更大的投入,盡快突破門檻性要求,進(jìn)入更多高端市場。
(3)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有先天的脆弱性和局限性
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有先天的脆弱性和局限性。首先,導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航信號要穿過大氣層、電離層才能到達(dá)位于地面、空中的用戶接收設(shè)備,衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)必然受到大氣層、電離層變化的影響;其次,導(dǎo)航信號還可能因為建筑物、山體等遮蔽物造成反射,因此地面接收設(shè)備接收到信號常常是經(jīng)反射的信號,而不是衛(wèi)星直接播發(fā)的信號。
八、競爭格局
由于涉及國家核心技術(shù)、國防安全等因素,我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星與運載火箭,分別由中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬的中國空間技術(shù)研究院和中國運載火箭技術(shù)研究院研制生產(chǎn)。地面段的主要功能為追蹤及控制北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,其中包括主控站、注入站、監(jiān)測站以及地基增強系統(tǒng)建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施;在地面段,由中國兵器工業(yè)集團(tuán)和阿里巴巴集團(tuán)共同打造的千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司負(fù)責(zé)國家北斗地基增強系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”的建設(shè)和運營,由中國電信、騰訊等公司合作建立六分科技和中國移動也已經(jīng)加入布局,提供高精度時空服務(wù)。用戶段是導(dǎo)航定位服務(wù)的最終落腳點,也是企業(yè)角逐的重點市場,已形成上中下游的完整的內(nèi)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,上游涉及芯片、天線、板卡等,中游為終端設(shè)備,可廣泛用于農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域。
九、發(fā)展趨勢
1、導(dǎo)航衛(wèi)星性能持續(xù)提升
未來,我國為保持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能優(yōu)勢,將不斷加強研發(fā)投入,提升導(dǎo)航衛(wèi)星各方面性能,如2023年12月發(fā)射的第57顆、58顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,與前期MEO組網(wǎng)衛(wèi)星相比,在全球短報文通信容量、星載原子鐘技術(shù)、有效載荷智能化等方面,功能性能進(jìn)一步升級,入網(wǎng)工作后將進(jìn)一步提升北斗系統(tǒng)可靠性和服務(wù)性能,對支撐系統(tǒng)穩(wěn)定運行和規(guī)?;瘧?yīng)用具有重要意義,為下一代北斗衛(wèi)星的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
2、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用場景更加多元化
國家“十四五”規(guī)劃明確提出了大力推動北斗規(guī)模化應(yīng)用,促進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求。在大眾應(yīng)用市場方面,2023年北斗系統(tǒng)進(jìn)一步融入百姓的日常生活,讓大眾更加“有感”,形成了更多應(yīng)用場景,有力拓展了北斗大眾市場的應(yīng)用規(guī)模。隨著北斗應(yīng)用的泛在化、嵌入化、隱形化、標(biāo)配化和業(yè)務(wù)化發(fā)展,未來更多的市場需求將從對定位導(dǎo)航授時技術(shù)及綜合位置服務(wù)的需要,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷r空信息采集與服務(wù)的需要,這會使北斗應(yīng)用規(guī)模不斷壯大,應(yīng)用場景和模式變得更加多元化,市場也將被重新定義,形成以時空信息獲取、處理和服務(wù)為主的新經(jīng)濟形態(tài)。
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