北斗卫星产业与国家安全双赢战略
2013-03-01 10:58:29   来源：厂长经理日报 作者:三水   作者:    评论：0

　　卫星导航系统是当今世界最具发展前景和最具广泛带动性的高科技领域之一，也是国家综合国力、核心竞争力与科技创新能力的重要标志和集中体现。

　　卫星导航应用产业是全球性的高新技术产业，与无线通信、互联网一起成为当今世界发展速度最快的三大信息产业。

　　国内卫星导航产业预计在2015年增长至2500亿元，2020年增长至4000亿元，年均增长率接近20%。

　　北斗导航让白宫深感失落

　　德国《经济周刊》网站2012年12月30日发表题为《中国的定位系统已经可以投入使用》的文章指出，中国“北斗”卫星导航系统第一扩建阶段几天前已经完成。中国周末要求国际电子产品供应商在它们的产品中使用“北斗”卫星信号。中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其说，“北斗”系统的总体性能与美国GPS相当，但成本更低。目前，“北斗”导航系统有16颗在轨卫星，能够覆盖东亚地区和澳大利亚。

　　文章称，到2020年该系统将覆盖全球。“北斗”系统的定位精度为10米。欧盟也在建立自己的能够达到更高精度的定位系统“伽利略”系统。但该系统的建设因为欧洲各运营商之间的争吵而大大落后于时间表。它到2014年才可部分使用。

　　文章分析说，对中国来说，建设导航系统在商业上、军事上和声望上多方面是值得的。目前，中国的定位服务市场已经接近150亿欧元，今后8年将增加到600亿欧元。3年后中国多达1/5的导航设备将依赖“北斗”卫星。

　　中国军方也曾敦促建立自己的导航系统。平时人们没有注意到一点：五角大楼的将军们控制着GPS的精度，并能随时在某些地区关闭它。建立自己的导航系统后，中国军方在紧急情况下可以不再依赖GPS。

　　中国2006年决定独立研发自己的系统。从2007年开始，中国太空部门就为建设“北斗”系统定期把卫星送入轨道。迄今为止，该系统技术上一切运行顺利，且进展速度比原定计划更快，成本也比估算的更低。除了被认可为高科技国家并给国民带来自豪外，中国的这些太空努力尤其还能提升解放军的国际作战能力。太空部门已经证明可以击落在轨卫星。

　　卫星导航系统是一个以多种平台为基础，为人、车、船、飞机等使用对象提供位置、时间、控制、管理等综合信息服务的高技术信息系统，是国家信息体系的重要基础建设设施，是直接关系到国家安全和经济发展的关键性技术支撑系统，在国民经济建设中占有重要的位置。北斗导航系统的投用必定让白宫深感失落。

　　我国自主研发的

　　卫星导航系统

　　北斗系统是我国自主研发的卫星导航系统，是国家重大的空间和信息化基础设施，是经济安全、国防安全、国土安全和公共安全的重大技术支撑和战略威慑基础资源，也是建设和谐社会、服务公众、提升生活质量的重要工具，关系着国家安全和经济社会发展的根本利益。发展自主知识产权的北斗卫星导航系统，是党中央、国务院和中央军委着眼国家安全与经济社会发展，加速国家信息化进程的重大战略决策，对于打破GPS垄断、维护国家战略利益，促进我国经济社会发展和国防建设意义重大。

　　此前，中国已成功发射4颗北斗导航试验卫星和16颗北斗导航卫星（其中，北斗-1A已结束任务），将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。

　　该系统正式命名为COMPASS，意为罗盘、指南针。可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。中国以后生产定位服务设备的产商，都将会提供对GPS和北斗系统的支持，会提高定位的精确度。而北斗系统特有的短报文服务功能将收费，这个功能的实用性还有待观察。

　　2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。

　　2012年12月27日起，北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上，向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。民用服务与GPS一样免费。  

　　北斗卫星的国家意义

　　1、国家层面

　　出于对国防安全的需要，胡锦涛签署强制性命令，规定从2010年6月1日起，全军时统必须采用北斗时（BDT），取代原来使用的GPS时（GPST）。

　　民用的地面网通信系统，电力系统以及金融系统，所需要的时间统一服务，则关系到国土安全，涉及到国家基础工业的安全保障，依赖于国外卫星系统势必存在安全隐患。因此国家大力扶植北斗产业化发展，从政策和资金上给与倾向性跨越式发展支持，并通过制定国家标准等方式，建议在涉及到国土安全的核心部门，逐渐开展使用BDT代替GPST的工作。

　　2005年9月国家发改委、国防科工委联合发出《关于加速推进北斗导航系统应用有关工作的通知》，正式将北斗导航系统建设列为国家基础建设规划。

　　2005年底国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2010）》，将北斗作为16个重大专项之一。2006年9月，国务院正式批复成立北斗重大专项领导小组。

　　2007年11月国家发改委与国防科工委联合发布《促进卫星应用产业发展的若干意见》，为北斗产业发展指明方向。

　　2008年工信部出台《卫星导航应用产业“十一五”投资指南》，明确了卫星导航应用产业的发展思路与重点。

　　2009年11月国务院常务会议审议通过《中国第二代卫星导航系统重大专项实施方案》，确定了“军民共用、协调发展、需求牵引、技术推动、统筹规划、滚动建设”的工作原则，明确了统筹军用与民用的总体要求。

　　2010年度在总装备部统一组织下，按照军民两用，重点倾斜扶植民用产业化项目的原则，财政拨款100亿人民币，为重点项目开展进一步资金支持。

　　2011年底国家发改委高新司主持召开了落实胡总书记和温总理批示的北斗系统民用应用中长期规划(至2030年)，将于2012年7月成稿，换届前落实相关内容及北斗民用应用领域的政策倾斜方向，其中规划司代表工信部参会，并由专家专门建议将北斗授时作为率先推广的先导示范。

　　综上所述，国家对北斗系统的应用有持续的产业化政策扶植，随着到2012年底北斗二代系统开始投入试运行，加大推动产业领域的拓广已经形成了最佳时机，并有深远的前瞻意义。

　　北斗导航系统的建立既有利于提高国民经济和国防建设的信息化水平，又能带动计算机、通信、汽车电子、微电子制造、软件、地理信息等信息产业和信息服务业的发展，形成新的信息产业链，具有很强的产业辐射和拉动作用。

　　卫星导航系统与我们的日常生活联系紧密，广泛应用于船舶运输、公路交通、海上作业、渔业生产、水文测报、森林防火，环境监测等众多行业，以及军队、公安、海关等其他有特殊指挥调度要求的单位，应用领域十分广泛。随着卫星导航接收机的集成微型化，出现各种融通信、计算机、卫星导航功能于一体的个人信息终端，卫星导航技术逐步从专业应用走向大众应用，大大拓宽了卫星导航系统的应用领域和服务对象。特别是近年来，基于汽车、手机等终端产品的卫星导航设备市场不断升温，带动了整个卫星导航产业设备与信息服务市场的崛起，形成了以车载导航和手机定位等消费类电子产品为主的GPS卫星导航产业。而且随着科学技术的飞速发展以及消费者实际需求，定位导航将更加密切地融入人们日常生活中去，并将成为我们日常生活中重要组成部分。可以预见到，在未来的几年里，关系到国家安全的行业将最先普及北斗导航应用，保障国民生产生活的安全和稳定。经过各专业行业的规模性示范应用之后，将逐渐普及到大众消费类市场，最终成为与GPS并驾齐驱的全球卫星导航系统，创造非常可观的产值。

　　2、应用领域

　　众所周知，无论是在改革开放前，还是在经济飞速发展的今天，国土安全永远都是一个着眼国家最高利益所必需考虑的重要因素之一，而国土安全也涉及到政治、经济、军事和外交等多个层面，其中涉及到国家基础设施建设的方面必须采用自主研发技术作为应用依托就是非常重要的方面。在这方面即使是民用应用领域也同样关系到诸如金融安全、交通安全、航运调度安全以及人们日常生活安全等各个方面。

　　针对我国当前众多企业紧密跟踪的北斗产品应用领域来分析，基于芯片的各型产品产业化领域市场定位在如下两个方面：

　　涉及到国土安全需求的北斗卫星授时市场。

　　涉及到太平洋/印度洋航运，救灾救险，户外旅游以及灾害监测等领域的应急通讯北斗卫星导航/通信市场。

　　我国相关企业通过多年的市场探索，建立了卓有成效的营销模式，逐步形成了在应急通信领域和中国电信授时应用领域稳定的产品应用。

　　根据国家通信网应急指挥调度系统工程建设的需求,工业和信息化部电信管理局于2011年7月下发的文件精神，于2012年1月起将北斗手持终端正式投入国家通信网应急指挥调度系统使用。

　　基于北斗卫星系统的导航/授时/通信方式可以广泛地应用于以下的行业：

　　通信(通信网定时、时间同步，频率校准，时钟信号产生(BITS)等

　　电力(电力调度，故障记录、定位、分析)

　　广播电视(标准时间获取、时号发播，同频广播，彩色副载波产生，有源电视标准时间、标准频率信号产生等

　　金融、股票

　　测绘，天文大地测量

　　能源(各种电站监控、监测、记录等)

　　交通(标准时间获取，车、船调度，空管，车船定位、导航等)

　　旅游(宾馆、饭店等公共场合标准时间，旅游设施定位、导航，个人探险导航等)

　　计量(时间、频率测试，计量等)

　　电子商(务)认证；时间戳认证

　　地质勘探(物探、人工地震等)

　　地震监测，预报

　　公共事业(机场、车站、码头和街道的标准时间提供等)

　　民用(标准时间包括居民家庭时间信息获取，个人导航、定位等）

　　轻工、仪器仪表行业(钟表工业，电波表、卫星表等)

　　与此同时，北斗卫星导航产业具有极强产业联动性，能改变传统产业的生产方式和经济增长方式、推动一系列高新技术产业领域的发展。其次，通过拓展应用领域、创新应用设计、转变服务模式等手段，大力发展多领域、多层次、多样化、基于位置信息的北斗综合信息服务，能够率先在全国抢占北斗卫星导航产业价值链高端，占领产业竞争制高点，从而在未来激烈竞争中赢得主动，带动我国现代信息服务业发展。

　　实现北斗卫星导航产业化是提高北斗卫星应用和服务能力水平的根本途径。随着北斗组网的迅速推进，以及卫星导航系统在社会经济各个领域的广泛应用，北斗卫星导航系统对于加强社会管理、提升民生服务方面作用也日益显著。  

　　全球定位系统

　　构成及定位原理

　　目前为止，全世界比较典型的全球卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS，欧洲的“伽利略”以及中国的“北斗”等四大系统。

　　1、GPS系统

　　全球定位系统（GPS）是GloblePositioningSystem的缩写，始建于20世纪70年代，是由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。起初其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是当时美国独霸全球战略的重要组成部分。

　　历时20多年建设并耗资300多亿美元的GPS系统是目前功能最完备的全球卫星导航系统。该系统的空间部分由分布在6条轨道上24颗卫星组成，只要持有GPS信号接收机的用户身处电磁波能够到达的环境，就能收到卫星发出的导航信号。接收机中的数据处理器根据对多颗卫星发出的信号进行分析，就能确定接收机持有者的方位。

　　目前单GPS系统提供的定位精度是优于25米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用GPS差分定位技术，即DGPS(DifferentialGPS)，将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。

　　GPS系统的特点有：全天候性；全球覆盖；三维定位精度高、速度快；功能全；应用广泛等。

　　同时GPS系统也存在局限性，由于其卫星轨道的设计并未考虑到高纬度的用户，所以GPS系统存在服务盲区；由于采用统一的信号频率和调制方式，并且由于扩频通信系统自身的局限性，使得GPS接收机很容易受到干扰而不能正常工作。

　　2、GLONASS系统

　　GLONASS系统是上世纪70年代美苏争霸的产物，自上世纪末启用以来主要用于军事领域。该系统的空间部分由24颗在轨卫星组成，与GPS系统不同，这些卫星分布在3条轨道上，且GLONASS系统较适用于高纬度用户。GLONASS系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米。但是由于历史的原因，GLONASS系统一直处于低效的运行状态，目前其定位精度较低。GLONASS的优势在于：由于采用频分复用的方式来划分信道，能有效防止整个卫星导航系统被干扰；比GPS系统更注重对高纬度地区的覆盖。

　　近年来，俄罗斯积极着手对GLONASS进行技术改造，并于2010年发射9颗GLONASS全球导航系统的卫星。到2010年底，GLONASS系统在轨卫星的总数将达到24颗（每个轨道面上平均分布8颗工作卫星外，其中有1颗为备用卫星），信号范围将从覆盖俄罗斯全境扩大到覆盖全球。此举可使GLONASS卫星导航系定位精度比以往提高30%~40%，导航信号的精度也随之提高近2倍。

　　3、伽利略（GALILEO）系统

　　欧洲的“伽利略”（GALILEO）计划正式启动于2002年，目标是建成欧洲自主的全球卫星导航系统，该系统对民用完全开放。按照规划，“伽利略”系统将耗资约42亿美元，系统由30颗卫星组成（27颗工作星，3颗备用卫星），均匀地分布在高度约为2.3万公里的3个轨道面上。GALILEO系统的典型功能是信号中继，即向用户接收机的数据传输是通过其他通信网络（如通过移动通信网）的信号中继来实现。“伽利略”接收机的另一特点是具有与其他导航定位系统良好的兼容性，即不仅可以接收GALILEO系统信号，还可以接收GPS系统和GLONASS系统的信号，多模式的导航组合使得定位精度得以提高。目前，“伽利略”系统正在建设中，预计2013年开始投入运营。

　　4、北斗（COMPASS）系统

　　我国的北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。空间星座部分由5颗地球静止轨道（GEO）卫星和30颗非地球静止轨道（Non-GEO）卫星组成。GEO卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度。Non-GEO卫星由27颗中圆地球轨道（MEO）卫星和3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。其中，MEO卫星轨道高度21500千米，轨道倾角55度，均匀分布在3个轨道面上；IGSO卫星轨道高度36000千米，均匀分布在3个倾斜同步轨道面上，轨道倾角55度，3颗IGSO卫星星下点轨迹重合，交叉点经度为东经118度，相位差120度。

　　地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文、广域差分信息和完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行控制与管理等；注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、广域差分信息和完好性信息注入，有效载荷的控制管理；监测站对导航卫星进行连续跟踪监测，接收导航信号，发送给主控站，为卫星轨道确定和时间同步提供观测数据。用户终端部分由各类北斗用户终端，以及与其他卫星导航系统兼容的终端组成，能够满足不同领域和行业的应用需求。

　　COMPASS系统提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50ns，测速精度0.2米／秒。

　　授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。在未来几年里，中国将陆续发射系列北斗导航卫星，从而满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求，并进行系统组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统。

　　北斗卫星导航系统时间基准采用北斗时（BDT），秒长取为国际单位制SI秒，起算历元为2006年1月1日0时0分0秒协调世界时（UTC）。BDT是连续时间，溯源到中国科学院国家授时中心（NTSC)保持的UTC时间，简称UTC（NTSC），与UTC之间的闰秒信息在导航电文中播报。BDT与UTC的偏差保持在100纳秒以内。北斗卫星导航系统的坐标框架采用中国2000大地坐标系统（CGCS2000）。

　　北斗卫星导航系统建成后将为全球用户提供卫星定位、导航和授时服务，并为我国及周边地区用户提供定位精度1米的广域差分服务和120个汉字/次的短报文通信服务。  

　　各国制定

　　卫星产业政策推进发展

　　美国GPS系统技术的不断提高及应用的广泛普及，使人们愈来愈深刻地认识到卫星导航系统具有无可比拟的卓越性能和难以想象的广阔应用领域。全球积极制定政策促进卫星产业的发展，尤以美国、欧洲、日本突出。

　　美国2010年发布的《国家航天政策》，确立了航天发展目标：激励航天企业进军全球市场，推进卫星相关产业发展；同时以总统令等形式发布了《商业遥感政策》、《天基定位、导航和授时政策》等卫星应用政策，旨在保持其在相关应用领域中的领先地位。

　　鉴于国际卫星导航系统GNSS的迅速发展，以及现行GPS系统的完整性、连续性、可用性和抗干扰性能有待改进的事实，美国政府决心对GPS系统核心部分进行现代化，主要包括：增加GPS两个新的民用频率，提高GPS卫星集成度，增强GPS无线电信号强度，改进导航电文，改善导航定位精度，提高可靠性和强化GPS抗干扰能力。进行GPS现代化的目的就是要使GPS在21世纪继续成为军民两用的系统，既要更好地满足军事需要，也要继续扩展民用市场和应用的需求；亦即实现军民分离、强化军用。概括起来也就是实施所谓的“3P”政策：

　　1、保护（protect）—采用一系列措施保护GPS系统不受敌方和黑客干扰。增强GPS军用信号的抗干扰能力，其中包括增加GPS的军用无线电讯号的强度；

　　2、防止（prevent）—阻止敌方利用GPS的军用讯号。设计新的GPS卫星型号（F型），设计新的GPS信号结构，增加频道，将民用频道L1、L2、L5（1176.45MHz）和军用频道L3、L4分开；

　　3、改善（perfect）—改善GPS定位和导航的精度，在F型卫星中增加两个新的民用频道，即在L2中增加C/A码，另增L5民用频道和提前结束SA。

　　欧洲2011年发布《独立、富有竞争力、提高公民生活质量》的航天新政策，提出航天政策的优先事项：推进欧洲伽利略导航卫星计划，实施全球环境和安全检测系统计划等。

　　GALILEO系统是为满足各种不同用户的需求而设计的，由此确定了一系列具有代表性的服务，形成了设计的基础。2008年4月23日，欧洲议会终于对GALILEO作出了正式决议，并宣布GALILEO系统计划于2013年投入运行。

　　日本2008年5月颁布《航天基本法》，把“在各个领域都最大限度地发掘航天开发利用的可能性”作为目标。日本正在QZSS计划下发展一个增强美国GPS的本土卫星导航系统。在当前的计划中，QZSS星座将设计为支持移动通信和GPS增强服务，但是其规模和轨道仍未完全确定。特别是，日本期望这种导航服务能够解决在城市的峡谷状地带和山岭地区GPS卫星可见性的不足问题。

　　受各国政策的影响，自1957年前苏联将第一颗卫星送入太空至今，各国先后向太空发送了近2000颗卫星。根据UCSSatelliteDatabase数据显示，截至2011年8月31日，全球在轨卫星总数为965颗，其中，美、俄、中三国位列三甲。美国共443颗，占45.91%；俄罗斯101颗列第二，占10.47%，我国为69颗列居第三，占7.15%。

　　随着在轨卫星数量的不断增加，全球卫星产业稳步增长，据SIA（半导体产业协会）统计，2005-2010年，全球卫星产业收入年均增长11.2%。2010年，全球卫星产业收入为1681亿美元，同比增长5%。

　　目前，全球有60多个国家和地区的1000多家航天公司参与航天产业和航天活动，从业人员超过100万人，形成了具有一定规模和相对完整的产业体系。据中国航天科技集团资料显示，预计未来10年全球将发射1185颗卫星，将给全球卫星产业带来巨大的发展空间。  

　　北斗卫星导航产业链

　　北斗卫星导航系统涉及环节众多，产业链主要由卫星制造、卫星发射、卫星系统、基础类产品、终端产品、应用系统与运营服务、以及大众消费者与专业用户等八大部分构成。

　　北斗导航系统产业，主要由相互配合或自主研发、生产高科技产品和提供产业服务的运营商、系统集成商及最终客户构成。各主体之间由一条产业链连结，且共同存在于包含一条价值链或一个价值体系的营销系统中。下面以与民生密切相关的授时产业为例，详见产业结构图：

　　北斗卫星导航定位通信系统基础设施建设方

　　指北斗卫星导航定位系统的建设运营方。北斗系统的建设已由国家建设军方管理。民用应用应有民用基础设施建设方，主要负责建设、管理、维护民用运营中心，为广大用户提供定位通信服务。是北斗导航系统实现产业化的前提，处于目前产业结构链的顶端。

　　模块供应商及终端设备制造商

　　根据技术规范和标准，从事芯片、关键功能模块的研发以及终端设备的生产制造，并以OEM的方式向其他厂商转让技术。

　　国内设备制造商及研发机构

　　指在所提供的芯片或OEM板基础上，依托自有的研发部门设计生产、制造自有品牌的卫星导航定位系统的终端设备及部分外围设备的生产商。

　　整体解决方案提供商

　　指具有丰富的通信行业从业经验和较强的技术实力的商家。此类商家拥有自主产权的操作平台，并可结合卫星导航定位系统和某种通信系统，基于某类终端设备向客户提供全面的行业应用解决方案。

　　增值代理开发商

　　技术研发能力较强，具有独立研发及二次开发能力；同时也代理国内、外主流产品，拥有一定的分销渠道，并提供相应的技术、安装、集成等服务。

　　分销商

　　代理国内、外主流产品为主，位于整体分销渠道的中下层。分销商可向终端客户提供一定的技术、安装服务。

　　系统集成商

　　具有较强的软件开发和系统集成能力，能够提供包括各行业授时、校时等具体应用的整体解决方案。

　　最终用户

　　整个产业的基础支持力量，包括移动通信、电力、电信、交通运输、金融证券、广电、测绘等其他行业用户。

　　综上所述，不仅是在北斗授时领域有着巨大的市场潜力，整个北斗导航系统产业的形成有着极其广阔的前景。因此项目的建设及其建成后所提供的服务和应用，将会极大地带动、推动北斗相关产业的发展，促进具有中国特色的卫星主导产品的发展，同时也还将创造巨大的间接经济效益和明显的社会效益，有力地促进我国国民经济的发展。  

　　“北斗”“三步走”的发展战略

　　北斗卫星导航系统建设按照“先区域、后全球”的总体思路分步实施，采取“三步走”的发展战略，具体发展步骤如下：

　　第一步，北斗卫星导航试验系统。1994年，中国启动北斗卫星导航试验系统建设；2000年相继发射2颗北斗导航试验卫星，初步建成北斗卫星导航试验系统；2003年发射第3颗北斗导航试验卫星，进一步增强了北斗卫星导航试验系统性能。

　　北斗卫星导航试验系统由空间星座、地面控制段和用户终端三大部分组成。空间星座部分包括3颗地球静止轨道(GEO)卫星，分别定点于东经80度、110.5度和140度赤道上空。地面控制部分由地面控制中心和若干标校站组成，地面控制中心主要完成卫星轨道确定、电离层校正、用户位置确定及用户短报文信息交换等处理任务；标校站主要为地面控制中心提供距离观测量和校正参数。

　　用户终端部分由手持型、车载型和指挥型等各种类型的终端组成，具有定位申请发射和位置坐标信息接收等功能。

　　第二步，北斗卫星导航（区域）系统。2004年中国启动北斗卫星导航系统工程建设，2007年发射第一颗中圆地球轨道卫星（COMPASS-M1），2012年系统将实现由14颗卫星构成，即5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星（2颗在轨备份）和4颗MEO卫星。

　　第三步，2020年全面建成北斗卫星导航系统。

　　北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星导航定位与通信系统（CNSS），是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。该系统包括“北斗”一号和二号系统，集通信、定位、授时于一体，服务范围包括我国及周边地区。“北斗一号”系统特别适用于我军指挥控制应用，在提高我军信息化作战指挥能力方面将发挥重要作用。“北斗一号”的覆盖范围是北纬5°～55°、东经70°～140°之间的心脏地区，上大下小，最宽处在北纬35°左右，基本覆盖我国本土区域。“北斗二号系统”是在一号系统的基础上的升级，其功能和性能将更加先进和完善。它是由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，它将提供军事和民用实时服务。目前，北斗卫星导航系统正按照“三步走”的总体规划，“先区域、后全球，先有源、后无源”的总体发展思路分步实施，形成突出区域、面向世界、富有特色的北斗卫星导航系统发展道路。2012年将形成区域无源服务能力，2020年形成全球无源服务能力。

　　北斗应用有五大优势：

　　1、北斗同时具备定位与通讯功能，不需要其他通讯系统支持；而GPS只能定位。

　　2、覆盖范围大，没有通讯盲区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区，不仅可为中国、也可为周边国家服务。

　　3、特别适合于集团用户大范围监控管理和数据采集用户数据传输应用。

　　4、融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源，因此也可利用GPS使之应用更加丰富。

　　5、自主系统，安全、可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。

　　北斗星应用系统

　　经过多年的发展，我国的北斗卫星导航系统已初步应用在国防、航空、航天、海洋渔业、交通运输、测绘、地质勘探等领域。

　　在国防领域，卫星导航系统能够实时提供准确的时间、位置、速度等信息，广泛地应用在坦克、导弹、飞机、潜艇、指挥控制系统中，主要应用包括

　　导航定位：卫星导航系统可用于飞机、潜艇、舰艇、车辆的定位导航，尤其是近距离的相对定位，能够大幅度提高其作战能力。

　　精确制导：卫星导航系统的高精度特点能够广泛应用在精确制导的火炮、导弹等上。美军在科索沃战场上使用的精确制导武器中，1/3采用了GPS制导技术。无制导火箭、炮弹、导弹、子弹都有可能采用卫星导航系统进行改造。

　　作战部队定位和调度：配备卫星导航接收机后，部队或单兵分队能够准确的知道自己所处位置。尤其是在夜间、雨、雾、丛林、沙尘暴等条件下，野战部队、特种部队、机动作战部队、边海防部队能够轻松定位。

　　精确授时：卫星导航系统可提供高精度授时，为军用通信网络提供统一的时间信息，从而使通信网络速率同步，保证通信网中的所有设备工作于同一标准频率上。

　　北斗授时系统在国民经济各个领域将得到广泛应用。在通信行业，可利用该系统的精密授时功能做时间同步测控；在电力、有线电视，可利用该系统进行时间同步；在交通、运输部门，利用该系统相关集成技术营建ITS（智能交通管理系统）系统和各种监控调度的校时系统；公安、银行、医疗、消防等部门可利用该系统的功能营建精准时间比对系统。北斗授时模块及设备为各行业带来的效益是非常明显的，可以为提高显著的经济效益节省和降低成本，改进对客户的服务，带来更多的生意和收入。

　　目前国内已有多家公司开发出GPS/BD授时接收机。用户可自行选择同步到UTC时间和BD时间。授时接收机可以和GPS、BD组合授时，相比单一卫星系统更加可靠，在复杂电磁环境下具有较强抗带外干扰能力，并与Trimble公司Resolution-T软硬件完全兼容。该授时接收机可应用于靶场测控、天文观测、计量校准、电力、通讯等领域，提供高精度时间和频率基准。 

　　北斗星运营市场前瞻

　　北斗运营服务采用授权分理方式，即由中国卫星导航定位应用管理中心授权分理单位，依法从事北斗运营服务业务，在一定程度上限制了运营服务的进入门槛。现在国内卫星导航运营市场可以说是进入了快速的增长期，就卫星导航市场来看，主要有两大主流市场，一是自导航市场，另一个是监控市场。自导航主要目标客户是有车一族，属于电子消费品的销售。卫星导航监控市场是为客户提供定位查询及监控车辆管理的服务，目前还是以行业客户为主，同时也可以为有车一族等消费者直接提供位置监控服务。北斗星通、国腾电子、中国卫星、神州天鸿、上海普适、北京中兴恒和、国智恒等几家公司获得了民用服务分理许可证，这几家企业将比其他企业更具有资质优势和先发优势，也更有机会获得更大的成长空间。

　　另外随着北斗卫星通讯区域可覆盖的区域已经达到太平洋和印度洋的绝大多数地区，因此在远洋航运领域将会很快出现代替海事卫星部分功能的应用需求。如果再考虑电力改造、军队车辆、公安、武警、民用导航等等未来替代GPS应用领域的潜在市场容量以及企业开拓的海外市场，我们预估基于北斗终端不同行业的应用将有近2000万台的需求量，按平均每台拉动附带产业为1.5万元的价格进行测算，将是3000亿的市场容量。

　　1、海洋渔业（最为成熟的北斗民用行业，近8亿市场规模）

　　海洋渔业以卫星定位系统为基础，整合移动通信系统、互联网及其他通信网络资源，将多种海洋渔业信息与位置信息融合关联，向渔政管理部门提供船位监测、船舶资料管理、紧急救援等服务，实现海洋渔业安全生产管理，构建平安渔业的目标。

　　我国是海洋渔业大国，海岸线18000公里，海洋渔业水域面积300多万平方公里，渔业船舶28万多艘，其中船长24米以上具备中远海作业能力的渔船约5万艘。从渔业生的渔有1000多万人。全国沿海有三个海区局、11个省级渔业主管部门，200多个市、县级渔业管理部门。

　　海洋渔业特点决定了海洋渔业生是高风险、高危故高发的行业。近几年我国海洋渔业安全事故形势严峻，据统计，“十一五”期间，发生渔业船舶水上安全故3101起、沉船1341艘、死亡（失踪）2628人，发生涉外件1219起、抓扣渔船2045艘，直接经济损失近10亿元。到目前为止，我国尚没有性能价格适合于渔船使用的有效的监控救援和通信手段。目前已有的通信手段无法满足海洋渔业生，而且各有不足之处。例如，海卫星通信系统运营昂贵，性价比差；短波无线电设备陆上投资较大，船上设备投资也大，而且只适合于语音通信；甚高频（VHF）通信距离有限（70-80公里以内）；海南联通CDMA1x的通信距离不超过80-100公里，只能适合近海的遇险和紧急安全通信。

　　目前，国内中远海渔船北斗用户近3万户，主要集中在南海和东海，而环渤海渔船开展北斗业务稍差一些。考虑到，我国中远海的作业渔船大概有5万-6万艘，按照一台终端1万元（政府补贴70-80%）来测算，大概还有3亿元的市场空间（暂不考虑更新换代），每年6万用户的运营服务费大概是5000万元左右。对于渔业监管部门和渔业企业，每台套船位监控指挥管理系统平均价格30万-100万元，沿海十省市县级以上渔业管理部门200余个，保守估计大型渔业企业300余家，此项有2.5亿元的市场。

　　依据北斗用户服务管理策略，结合渔业作业季节性特点，若每渔船平均保守服务费按1500元/年计算；同时发展5倍于海上服务对象（海上作业渔业船舶）的陆地关联用户，每户按200元/年计算；增值信息服务费（含交易信息服务）会员费按2000元/年/户计算，潜在市场年可达2亿-2.5亿元。

　　中远海的情况复制到近海和远洋航海有一定难度。近海渔船数量较多，大约20万艘，但距离较近，中国移动或中国联通可以通过CDMA、3G或4G等通信方式来实现。而远洋渔船一方面距离较远，北斗卫星暂时覆盖不了，另一方面船舶数量有限，来自农业部数据显示，截止到2010年底，我国远洋渔船数量为1991艘；农业部《全国渔业发展第十二个五年规划（2011-2015年）》预计到2015年，我国远洋渔船数量达到2300艘。

　　目前，国内从事海洋渔业导航业务的公司包括北斗星通和上海普适，其中，北斗星通优势明显，在网用户超过2万用户，市场占有率达70%左右；上海普适的用户主要集中在江苏、上海、浙江等地，大概有3000多用户。渔业行业的收入来源于终端销售和提供服务，每艘渔船每年服务费为700元。

　　另外随着北斗卫星通讯区域可覆盖的区域已经达到太平洋和印度洋的绝大多数地区，因此在远洋航运领域将会很快出现代替海事卫星部分功能的应用需求。

　　2、交通运输（2020年“两客一危”，6.71亿元市场规模）

　　2011年10月24日，交通运输部和解放军总装备部联合召开了“重点运输过程监控管理服务示范系统”启动会，标志着交通运输领域北斗应用示范工程正式启动实施，将率先应用于重点营运车辆监控管理。示范项目计划完成8万台左右的北斗/GPS双模终端采购安装，选取山东、河北、宁夏、贵州、湖南、天津、陕西、江苏、安徽9省（区）试点，示范项目成功后，拟在全国范围推广使用。按照8万台终端，大概是2亿元左右的市场规模。

　　自2011年8月1日起，新出厂的“两客一危”车辆（旅游包车、长途班线客车和危险化学品运输车）必须安装符合标准的卫星定位装置，否则不予核发道路运输证。中国汽车工业协会数据显示，2010年，我国旅游客车销售2.43万辆，长途客车销售7.71万辆。另外，2011年1-9月，长途客车销售5.39万辆，同比下降0.22%，旅游客车销售1.55万辆，同比下降13.44%。因此，假定以后“两客一危”全部安装的是北斗/GPS双模终端，则每年新增的市场规模为2.75亿，运营服务收入2020年达到4亿元。

　　另外，从2012年1月1日起，没有按照规定安装车载终端或未接入全国重点营运车辆联网联控系统的车辆，道路运输管理部门暂停资格审验。我们认为其更多的将会选择安装GPS终端。

　　我们认为交通运输部的示范效应大于经济意义，以后每年新增接收机的市场规模为2.75亿。而运营服务逐年提升，2020年达到3.96亿元。当然，如果考虑到未来的增值业务及服务，市场空间将大幅提升。

　　北京中兴恒和卫星应用科技股份有限公司与中国石油天然气运输公司达成全面战略合作协议，利用“北斗卫星危化品运输监控指挥系统”为几万台大型油气专用运输车辆提供安全运营解决方案。

　　铁路智能交通：卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如，在铁路运输领域，通过安装卫星导航终端设备，可极大缩短列车行驶间隔时间，降低运输成本，有效提高运输效率。未来，北斗卫星导航系统将提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务，促进铁路交通的现代化，实现传统调度向智能交通管理的转型。

　　航空运输：当飞机在机场跑道着陆时，最基本的要求是确保飞机相互间的安全距离。利用卫星导航精确定位与测速的优势，可实时确定飞机的瞬时位置，有效减小飞机之间的安全距离，甚至在大雾天气情况下，可以实现自动盲降，极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合，将为航空运输提供更多的安全保障。

　　3、测绘及GIS采集（已相对成熟与稳定，213亿市场规模）

　　卫星导航定位技术测量精度高、操作简便、体积小、便于携带、全天候操作，广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量及工程测量等方面。而地理数据采集（GIS）用来确认航点、航线和航迹，国土、矿产、环境调查等需要确定采样的点位信息，铁路、公路、电力、石油、水利等需要确定管线位置信息。

　　经过多年的发展，GPS已占据测绘领域的主导地位，未来增长速度将放缓，我们预计未来10年复合增长率在8%左右，2020年市场规模达到115亿元。同时，《中国地理信息应用报告2010》显示，我国地理信息产业呈现蓬勃发展趋势，产值多年平均年增长率超过20%。我们预计2020年我国GIS应用市场规模将达到98.52亿元。

　　目前，国内测绘和GIS采集领域的竞争格局已相对成熟与稳定。在终端产品上，国内企业已经占据了较大的市场份额，为日后开发北斗终端产品和兼容北斗的终端产品提供了有利条件。

　　在高精度GNSS产品应用市场，南方测绘、中海达、上海华测等公司占据国内超过40%市场份额。在GIS数据采集产品中，合众思壮占近40%左右的市场份额。  

　　4、移动通信的授时应用市场

　　根据测算，电信行业对北斗时钟同步授时终端的需求量在未来几年内将达到130万台左右。其中中国电信的CDMA1X、CDMA2000网络的基站数约为20万个；中国移动通信运营商采用我国自主的TD-SCDMA标准，其基站的建设规模预计将会在35万个左右，按照1：1备份，市场容量约70万台。考虑中国电信CDMA网络升级到3G或扩容因素的影响，预计中国电信新增加和在网改建的基站数为25万个，按照1：1备份，市场容量约50万台；电信行业的SDH同步网也对高精度时钟有着迫切的需求，目前也基本采用GPS时钟的方式，市场容量预计在2万台左右。

　　根据上述测算，仅电信行业一个领域在对芯片化的授时终端产品的需求量在未来几年内将达到130万台以上，并此市场规模正逐渐开展并向批量化需求方向发展，已经形成了对当前授时产品的稳定规模市场的支撑。

　　据了解中国移动已经完成了对北斗授时应用的各项综测，原计划2010年11月的小批量采购推迟至2012—2013年两年择机开展，有意向启动6万套订单；中国电信计划2011年6月底之前完成北斗实施应用的各项综测，截止到2012年底前中国电信有望启动1万台小批量订单。因此如果按照获得33%的市场份额保守的预计，在建设年将获得2.1万套以上的订单，保守销售额预计为7000万元以上。如果考虑到2012年度移动通信领域的授时终端采购量不会低于2011年的采购总量，那么保守估计到达产年将获得累积销售额不低于1.5亿元人民币。

　　5、大众消费（2020年汽车导航近1829亿的市场规模）

　　在大众消费领域，卫星导航主要通过汽车导航设备和导航手机，提供个人位置服务。据GSA预测，到2020年我国手机导航的渗透率将由2010年的7%上升到82%，蕴藏着巨大的市场空间。但是，由于手机导航一般是将芯片或电子地图直接集成到手机处理器中，所以，此处我们暂不考虑其市场规模，主要测算汽车导航的市场规模。

　　目前我国汽车导航前装的渗透率非常低，主要集中在中高端车型，到2011年上半年才达到6.8%，大部分车载导航为后装产品。依据GSA数据显示，2010年我国车载导航渗透率达到20%左右，价格有望从2009年的200欧元下降到2020年的90欧元左右，每年下降7%。

　　未来随着北斗系统的逐步完善和价格的逐步下降，北斗/GPS双模的汽车导航产品将成为主流。

　　另外，汽车导航产品的更新及维修也是非常巨大的市场规模。从Garmin公司来看，其地图更新、车载导航仪和手持机维修的更新及维修费用在200-600元不等，支撑着公司较高的净利率。

　　根据公安部交管局的数据显示，截至2011年8月底，我国汽车保有量超过1亿辆。另据中国汽车工业协会统计，2010年全国汽车销量为1813万辆，2011年1-10月，我国汽车销量为1519万辆，单月销量约152万辆。据我们测算，到2020年，我国汽车导航市场规模将达到1829.4亿元，年复合增长率为20.56%。

　　LBS（LocationBasedService）基于位置的服务，又称定位服务，是通过电信移动运营商的无线网络（如GSM网、CDMA网）和卫星定位系统获取移动终端用户的位置信息（地理坐标，或大地坐标），在GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系统）平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务，例如：饮食、休闲娱乐、交通等。LBS服务市场在国内目前还处于起步阶段，中国移动、中国联通等都将LBS作为其未来发展的潜力业务。国内手机用户的庞大规模及其进一步普及将为我国LBS服务的发展提供长期支持。

　　同时，作为物联网应用最引人注目的领域之一，车联网的发展正在国内升温，将加速北斗导航在汽车领域的广泛应用。但是，就目前而言，由于GPS技术的成熟性和价格的合理性，北斗在大众消费领域大规模应用尚需时日。

　　应急救援卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时，救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外，还具备短报文通信功能，通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间，提高抢险救灾时效，大大减少人民生命财产损失。另外户外旅游网络租售市场，作为一个新兴的产品应用领域，同样具有很大的发展空间。

　　如果再考虑电力改造、军队车辆、公安、武警、民用导航等等未来替代GPS应用领域的潜在市场容量以及企业开拓的海外市场，预估基于北斗终端不同行业的应用将有近2000万台的需求量，按平均每台拉动附带产业为1.5万元的价格进行测算，将是3000亿的市场容量。

　　6、国内潜力巨大，逐步从设备销售走向运营服务

　　通过前面分别对国防、航空、交通运输、海洋渔业、测绘、汽车导航等领域的预测，我们认为北斗导航市场空间巨大，2020年市场规模有望达到3047.6亿元，尤其是汽车导航到2020年市场规模将达到1829.4亿元。

　　2012年北斗导航覆盖亚太地区，参照我们前面对GPS发展历程的分析，我们认为，北斗导航将于2013年率先在军用领域获得广泛应用，进而拓展到行业，最后于2017年左右在大众消费领域取得大规模应用。

　　同时，随着北斗导航系统的逐步完善，应用深度和广度将逐步拓展，并逐步从设备销售走向运营服务，运营服务将是一个非常稳定和巨大的市场，对于这类企业来说成长空间广阔，而且毛利率和净利率相对更高一些。

　　7、亚太地区前景广阔

　　2012年，北斗将建成区域系统，面向亚太用户提供卫星导航服务。目前，亚太地区部分国家的航天技术基础较好，具有一定的卫星导航应用基础和经验。但大部分国家应用基础相对薄弱，未形成自主卫星导航产业链，主要表现在：不拥有卫星导航系统或增强系统、不具备卫星导航重点独立研发生产能力、许多行业和大众应用需求有待开发等。

　　正是因为这种情况，亚太地区卫星导航应用需求十分迫切。多个国家向我国提出应用北斗的需求和合作愿望，包括：巴基斯坦、蒙古、缅甸、澳大利亚等国家。同时，有多个亚太国际组织对应用北斗表现积极，包括：APSCO、中老缅泰四国联委会、联合国亚太经社委员会等。

　　亚太地区国土面积占全球21.3%，人口占全球57.2%，开展航天合作的国家/地区有9个，卫星导航市场空间十分广阔。预计到2014年，亚太地区卫星导航市场份额将占全球市场的23.6%。

　　北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其指出，按计划，到2015年，“北斗”系统应在中国国内卫星导航市场占据约15%的份额，在2020年掌握30%以上。此外，“北斗”系统的核心芯片和关键软件都要实现自主可控和国产化。

　　北斗卫星必将成为我国产业与国家安全多赢局面，为我国军民两用做出积极贡献。