看點：北斗正式完成組網，從此不再單一依賴GPS。

7月31日上午，北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京舉行?？倳洺鱿⒄叫急倍啡柦M網完成，儀式后總書記還參觀了北斗系統建設成果展示。

總書記強調，北斗26年來，參與北斗系統研制建設的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續奮斗，發揚“兩彈一星”精神，培育了新時代北斗精神，要傳承好、弘揚好，并指出：“中國愿同各國共享北斗系統建設發展成果，共促全球衛星導航事業蓬勃發展。”

▲儀式現場講話臺

▲北斗三號三種衛星模型 北斗二號系統已向亞太區用戶提供穩定服務超過 5 年，在軌運行情況良好。2017 年至今，我國完成超高密度的北斗三號發射任務，創造了北斗組網發射歷史上高密度的新紀錄。隨著“北斗”地基增強系統提供服務，未來可提供米級、亞米級、分米級，甚至厘米級的服務。 我們推薦中國信通院、長江證券關于北斗系統的兩份報告，揭秘北斗系統的“黑科技”。

北斗三號正式收官，四大黑科技上線

北斗衛星導航系統（ BDS， BeiDou Navigation Satellite System）是中國自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航、授時和短報文通信服務的國家重要空間基礎設施。北斗與美國的 GPS、俄羅斯的 GLONASS、歐盟的 Galileo 構成全球四大衛星導航系統。 6月23日9時43分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射北斗系統第五十五顆導航衛星，暨北斗三號最后一顆全球組網衛星。至此北斗三號全球衛星導航系統星座部署比原計劃提前半年全面完成。 我國北斗衛星導航系統實施明確的“三步走”建設規劃： 第一步是試驗系統階段，2000 年發射 2 顆地球靜止軌道衛星并投入運營，建成“北斗 1 號”系統； 第二步是區域系統建設階段，2012 年“北斗 2號”衛星發射數量達到 14 個，建成覆蓋亞太的北斗區域系統； 第三步為“北斗 3 號”全球組網，完成 30 顆衛星發射組網，全面建成北斗三號系統。2020 年 6 月 23 日，北斗三號發射最后 1 顆地球靜止軌道衛星，系統全面建成，計劃到 2035 年將建成以北斗為核心的綜合定位導航授時（PNT）體系。北斗實現全球覆蓋，對于軍用市場和民用市場都是從 0 到 1 的突破，將推動北斗全球的標配化。

▲2020 年 6 月，北斗全球系統全面建設完成

在軌衛星數量位列四大導航衛星之首，保障性能優勢。繼 2018 年、2019 年高密度發射之后，北斗在軌衛星數量躍居四大衛星導航之首。根據格洛納斯衛星系統官網數據統計，截至 2020 年 6 月 15 日，北斗導航系統衛星數量達 48 顆（包括北二的衛星），而美國的 GPS 衛星數量為 32 顆。 與此同時，GALILEO 和 GLONASS 的在軌衛星均不到 30顆。從格洛納斯監測數據可以看出，北斗系統除了大西洋與太平洋等局部區域衛星覆蓋的數量較少，為 6 顆左右以外，其余地區均實現了較深度的覆蓋。 尤其在亞太區域，可見衛星的數量大于16顆。雖然為了保持美國的軍事優勢，美國推出了GPS第三代計劃。但其研制和發射的過程進展并不順利，截至目前，GPS III 僅發射了 2 顆衛星，第三顆衛星預計將于 6 月 30 日發射，進度大幅低于預期。按照美國計劃，預計在未來 20 年發射 30 多顆軍民兩用的第三代 GPS 衛星，每年平均發射 1-2 顆。北斗在軌衛星數量的優勢在未來幾年內有望持續。

▲北斗衛星導航系統衛星數量情況（顏色越淺越佳）

▲ GPS 導航系統衛星數量情況

▲ 格洛納斯（GLONASS）衛星數量情況

▲ 伽利略（GALILEO）衛星數量情況

相較于 GPS，北斗系統各項性能優越，全球組網后性能有望全面超越。在 95%的置信度下，北斗導航系統定位精度為水平 10 米、高程 10 米（GPS：水平 9 米、高程 15 米），測速精度為 0.2 米/秒（0.006 米/秒），授時精度為 20 納秒（GPS：40 納秒）。 實測結果表明，北斗系統服務能力全面達到并優于上述指標。綜合來看北斗導航系統性能不遜于，甚至部分指標優于美國 GPS。尤其是在“一帶一路”沿線國家和地區，北斗導航的定位精度達到水平 5 米、高程 5 米，較 GPS 存在明顯優勢。

▲北斗與 GPS 全球服務性能指標

特色服務能力逐漸形成，提供多元化服務。北斗三號系統建立了高精度時間和空間基準，增加了星間鏈路運行管理設施，北斗已初步形成星基增強、精密定位、短報文通信、國際搜救服務能力、已提供地基增強完全服務能力，構成了集多種服務能力于一體的北斗特色應用服務體系。 計劃到 2020 年，全球范圍內，北斗提供定位導航授時（RNSS）、全球短報文通信（GSMC）和國際搜救（SAR）三種服務，在中國及周邊地區，提供星基增強（SBAS）、地基增強（GAS）、精密單點定位（PPP）和區域短報文通信（RSMC）四種服務。 其中，2018 年底全球定位導航授時已向全球開通，2019 年底全球短報文通信、國際搜救和地基增強服務已具備能力，2020 年星基增強、精密單點定位和區域短報文通信服務將形成能力。屆時，北斗將為用戶提供精度更高、性能更優、功能更強的多元化服務，競爭優勢進一步提升。

▲2020 年北斗系統計劃提供的服務類型

軍民兩用，真正實現自主可控

衛星導航在國防安全、經濟建設、社會生活中具有不可或缺性，北斗系統已經演變成為重大的國家戰略和國家行為。由于 GPS 的建設早于北斗 20 余年，已滲透入我們生活的方方面面。然而對 GPS 產生過度依賴，一旦 GPS 停止對國內的服務，將會造成災難性的后果。例如在軍用層面，GPS 有兩段頻率，一段頻率使用 C/A 碼作為民用，另一段使用 P 碼專屬軍用。民用碼的定位精度遠小于軍用碼，且軍用碼僅提供給美軍和授權機構使用。 如果僅依賴美國的 GPS，一旦戰爭爆發，出現 GPS 信號被干擾或者關閉，所有的導航手段將全部失效，造成所有的武器和士兵的“失明”。2018 年 4 月，美國介入敘利亞沖突，美軍通過關閉敘利亞地區 GPS 民用信號影響使用 GPS 信號制導的武器和定位裝置。 另外在民用層面，上至航空航天，下至工業、農業、漁業和日常生活等也都依賴于衛星。此外接收信號所需要的 GPS 芯片、GPS 設備的生產商、GPS 導航軟件等等，均需繳納 GPS 專利費用?；谝陨峡剂浚瑹o論從國家安全或者經濟角度，擁有自主獨立的衛星導航定位系統為重中之重。

▲敘利亞地區測量 GPS 信號

▲切斷民用 GPS 信號后存在明顯中斷

北斗全球組網，打開海外市場。敘利亞戰爭中切斷 GPS 信號的做法向全世界 GPS 用戶敲響警鐘，尤其是軍事武器裝備市場。受限于自身技術實力和投入負擔，自建導航系統對大多數國家無法實現，當前全球僅有 4 個全球定位導航系統，其中格洛納斯和伽利略的性能較北斗存在明顯的落后。 以格洛納斯為例，由于衛星數量較少，格洛納斯系統在許多部分區域均未能實現較為深度的覆蓋，格洛納斯加北斗后，可實現全球基本上所有地區 16 顆星以上的覆蓋。我們認為北斗實現全球覆蓋后，為擺脫單一依賴 GPS 以及提升性能，雙?；蛘叨嗄５男问交驅⒊蔀橹髁?，北斗龍頭廠商有望受益。

▲格洛納斯（GLONASS）衛星數量情況

▲格洛納斯+北斗衛星數量情況

國內衛星導航與位置服務產業產值保持高速增長，但占全球市場份額依然較低，海外市場空間巨大。近年來我國衛星導航與位置服務產業穩定、較快速的增長。2019 年我國衛星導航與位置服務產業總體產值達 3450 億元，較 2018 年增長 14.4%，其中，與衛星導航技術研發和應用直接相關的芯片、器件、算法、軟件、導航數據、終端設備、基礎設施等核心產值同比增長 9.1％，為 1166 億元，在總產值中占比為 33.8％。 北斗應用對核心產值的貢獻率超過 80％。隨著“北斗＋”和“＋北斗”應用的推進，由衛星導航衍生帶動的關聯產值繼續保持較高速度增長，達到了 2284 億元，同比增長 17.3％。 但國內 GNSS 產業占全球市場份額依然相對較低，根據歐盟發布的《全球導航衛星系統市場報告》測算，2017 年國內 GNSS 市場份額為 10%，雖然比 2012 年增長 3pct，但依然遠低于美國（28%）、歐洲（27%）和日本（20%）。根據歐洲全球衛星導航系統管理局（GSA）的估計，全球年產值將從 2019 年的 1507 億歐元提升至 2029 年的 3244億歐元，CAGR 為 7.97%。

▲我國衛星導航與位置服務產業產值快速增長

▲2017 年全球 GNSS 產業市場份額分布情況

產業鏈快速發展，七大下游產業受益

作為國家重大信息基礎設施，北斗系統 2012 年底正式提供區域服務以來，系統連續穩定運行，性能指標穩中有升。隨著中國北斗衛星導航系統建設步入快車道，相關關鍵技術全面突破，北斗衛星導航定位在應用方面更是遍地開花。 除交通、海事、電力、民政、氣象、漁業等傳統行業外，北斗應用也走向普通民眾生活，共享單車，雙頻北斗高精度智能手機等落地產品日益豐富。我國已形成包括基礎產品、應用終端、運行服務等較為完整的北斗產業體系，正在從行業應用拓展到大眾應用，呈現快速發展局面。 中國的 GNSS 產業發展迅速，占全球市場的 11%。歐洲與日本由于工業體系發達， 其 GNSS 產業發展在某些細分領域有一定的技術優勢；俄羅斯導航衛星起步早，但其對衛星的產業發展才剛剛開始重視。

▲ 全球 GNSS 產業市場份額分布

據 2018 年發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》，中國 GNSS 產業占全球市場份額的 11%， 北斗衛星導航系統及其兼容產品在國民經濟重要行業和關鍵領域得到廣泛應用，在大眾消費市場逐步推廣普及，對國內衛星導航應用市場的重要應用領域貢獻率達到80%以上，在全球市場具備較強的國際競爭力。 北斗的基礎類產品主要包括芯片、板卡、天線、接收機和導航電子地圖等，是北斗應用產業鏈的基礎和核心，北斗應用產業的發展離不開基礎產品的支持，北斗應用產業的發展將首先帶動基礎產業的發展。北斗導航的基礎類產品有較高的技術要求、進入壁壘高，擁有基礎產品研發實力的企業具有較強的競爭力?？傮w來說，北斗系統的上線，以下七個產業獲益最大：

1、 智慧城市

北斗導航技術與地基增強技術、 5G 等多種技術融合，可以極大地擴展導航的范圍，有效提升時空信息的精確度,為用戶提供穩定可靠的服務。隨著北斗三號系統性能的持續提升，北斗作為物聯網的一個重要組成部分，主要在感知、 網絡兩個層面體現 GPS 所不具備的優勢。在感知層方面， 北斗的定位、 授時功能可完成精準時間信息和位置信息感知；在網絡層面，北斗短報文通信功能可實現感知信息和控制信息的全天候、全天時、無縫傳遞。 隨著北斗、物聯網、移動互聯網、云計算、邊緣計算、人工智能、機理模型、數字孿生等新技術群落的爆發性和融合性發展，數據的沉淀、算力的提升、算法的革新、網絡設施的完善以及應用場景的持續豐富，相關行業標準、法律法規的不斷健全，以及政府政策以及頂層規劃的不斷推進，再加上行業聯盟、協會以及高校、科研院所的多元參與，“北斗+數據”應用作為創新驅動發展的新動能，將會加速推動經濟轉型升級、提升政府治理能力、服務民生社會事業。 可以說，擁抱“北斗+數據”融合創新，是保障我國實現科技跨越發展、產業優化升級、生產力整體躍升的必然選擇，更是推進創新和社會價值完美融合、構建“智慧城市”新格局的最佳途徑之一。 隨著穿戴設備、智能制造以及其它各種智能硬件的興起，通過與新興技術融合，“北斗+”概念逐步清晰、物化，涌現出了北斗時空表、北斗魔盒、北斗約車、北斗放牛、“北斗菜”、 “貨車幫”等產業新生態，推動了供給側結構改革，讓應用從傳統走向更智能。此外，華為等國產手機也采用了北斗 IP 核并投放市場；裝有北斗接收芯片的兒童、老人智能手表已投放市場，并在上海、南京等地的養老機構和小學開展應用，北斗系統正在進入中國千家萬戶，給人們帶來觸手可及的應用服務。

2、 “北斗+5G”助力車聯網

北斗導航技術與地基增強技術、 5G 等多種技術融合，可以極大地擴展導航的范圍，有效提升時空信息的精確度,為用戶提供穩定可靠的服務。5G 作為新一代信息通信技術演進升級的重要方向，是實現萬物互聯的關鍵信息基礎設施、經濟社會數字化轉型的重要驅動力量。相對于 4G 技術， 5G 將以一種全新的網絡架構，提供峰值 10Gbps以上的帶寬、毫秒級時延和超高密度連接，實現網絡性能新的躍升，開啟萬物互聯的新時代。 車聯網是“北斗+5G”的重要應用場景。我國車聯網目前屬于智能網聯汽車階段，未來與 5G 結合為必經之路。5G 可為車聯網提供高清視頻信息傳輸、行車信息和控制信息及時交互等服務。終端要實現精準的位置感知，高精度定位不可或缺。 目前，就室外來說，在衛星信號接收不到或衛星信號不穩定的高架橋下、隧道、林蔭遮擋和城市峽谷等各類復雜場景，容易導致定位不精準，通過構建“北斗+5G”高精度定位網絡，能夠提供厘米級定位服務，進一步構建和豐富 5G生態應用，以此打造全場景高精度的位置感知，從而實現在這些復雜場景下的穩定可靠精準定位，未來北斗高精度將進一步賦能智慧城市與物聯網的發展。 自動駕駛應用一般需要亞米級甚至厘米級的定位精度。在 5G 基站輔助定位、北斗地基增強系統的支持下，未來北斗三號系統可滿足車聯網對高精度、高可用性定位的需求。

3、 北斗助推國產芯片發展

截止 2018 年，國產北斗芯片已實現規?；瘧茫塾嬩N量突破8000 萬片，高精度 OEM 板和接收機天線已分別占國內市場份額 30% 和 90%。北斗高精度產品出口到 100 多個國家和地區，北斗地基增強技術和產品成體系輸出海外。 支持北斗三號系統信號的 28 納米芯片，已在物聯網和消費電子領域得到廣泛應用。22 納米雙頻定位芯片已具備市場化應用條件，全頻一體化高精度芯片已經投產。從當前產業鏈各公司布局來看，業內的大型企業大都是涵蓋“天線-芯片-板卡-終端-解決方案”全產業鏈或者部分產業鏈的經營模式，國防和高精度行業終端廠商都在積極布局射頻基帶芯片、板卡和天線等上游基礎元器件。 北斗板塊主要上市公司，包括海格通信、振芯科技、北斗星通、華力創通和合眾思壯，均實現從芯片到終端的全產業鏈布局。其中包括海格通信、合眾思壯在內的公司于 2019 年 5 月發布支持北斗三號應用的高精度基帶和射頻芯片，自主創新能力顯著增強。 智能手機是衛星導航系統最大的大眾消費領域。截止到 2019 前三季度，中國大陸地區共發售具有定位功能的手機 414 款，其中支持4G+北斗功能的 273 款， 5G+北斗功能的 16 款，總占比 70%。目前，國產北斗芯片、模塊等關鍵技術全面突破，性能指標與國際同類產品相當，并已形成一定價格優勢。國內外主流芯片廠商均傾向于推出兼容北斗系統的通導一體化芯片，未來將有更多的手機支持北斗。

4、 北斗筑造交通安全“長城”

《北斗衛星導航系統建設與發展》報告顯示，截至 2019 年 4 月，國內超過 620 萬輛營運車輛、 3 萬輛郵政和快遞車輛， 36 個城市的約8 萬輛公交車、 3200 余座內河導航設施、 2900 余座海上導航設施，已應用北斗系統。中國已建成全球最大的營運車輛動態監管系統，有效提升了管理效率和道路運輸安全水平。北京大興國際機場成功應用了“北斗導航室內外定位系統”，實現了裝卸車輛在室內外工作的連續跟蹤定位。 在北京大興國際機場，從行李托運開始就可以實現行李的實時共享和精準定位，每輛行李車上都將配備一套北斗導航定位設備，可準確定位行李車。幾萬平方米的分揀大廳里有 400 多輛行李車，北斗系統可助力這些車輛更有序、更高效。旅客可更快拿到自己的行李，并大幅減少行李丟失的情況。 此外，我國建造的首條智能高鐵線路——京張高鐵的智能動車組也采用了北斗衛星導航系統，其高精度定位技術還被用于京張鐵路基礎設施維護，對沿線橋梁、隧道、鋼軌、路基等實行高精度、 24 小時全天候的自動化監測，可大幅降低巡檢的成本與難度。

5、 北斗加速智慧農業發展

北斗無人駕駛、高精度定位導航、系統監管等一系列新興技術，讓起壟播種、土地深松、作物收割、秸稈還田等農業生產工序充滿了現代科技的魅力，節省出更多的人力、物力和財力。 在無人駕駛拖拉機上，只要輸入數據、方位，北斗導航拖拉機就能在田地里實現精準地來回穿梭。與傳統農機相比，北斗衛星導航自動駕駛拖拉機，依托智能技術保障作業質量、提高作業效率，單臺農機日均作業量較人工駕駛多出 30%，作業后的條田接行準確，播行端直，精度可達 2.5 厘米，同時大幅降低了勞動強度，實現了舒適化操作。 目前，北斗農業應用的足跡已遍布大江南北：北京、黑龍江、遼寧、新疆、山西、湖北、江蘇、上海、浙江等省市逐漸享受到北斗帶來的農業機械自動化的便捷。

6、 北斗保障電網安全

電網安全關系國家經濟安全和國防安全，是電網企業的“頭等大事”。北斗可為智能電網、泛在電力物聯網、能源互聯網的建設提供導航定位、精密授時、短報文通訊服務等基礎技術支撐，是我國能源戰略發展的有效支撐手段。截止 2017 年底，已有 11 類近 900 套調度自動化主站以及全部的新建和改造調度主站/ 變電站時間同步裝置接收了北斗授時信號。 在電力通信頻率同步網方面，已有 20% 重要節點接收了北斗授頻信號，電網各省公司的基準時鐘源全部接入了北斗信號，各地市公司接入工作也在穩步進行中。 在北斗授時方面，電力調控領域、管理信息領域已全面應用北斗授時信號；在北斗授頻方面，頻率同步骨干網已全部接收北斗授頻；在北斗導航及定位方面，車輛全部安裝了北斗車載終端，試點建設了基于北斗的輸電線路地質災害監測評估預警體系，切實提升輸電線路抵御自然災害的能力，主動應對暴雨洪澇誘發地質災害對輸電線路的威脅。 在短報文方面，北斗系統在浙江、寧夏、甘肅、陜西等地進行了用電信息采集的試點應用，解決了偏遠無公網覆蓋區域的通信手段匱乏用電信息采集難問題，在河北秦皇島開展了北斗系統支撐配網自動化試點應用，讓“被動報修”變為“主動搶修”，試點區域故障發現時間同比縮短 8 分鐘，故障到達現場時間同比縮短 10 分鐘，搶修效率得到有效提升。 北斗系統用于電力領域，解決了部分省市無通信信號覆蓋區域電力信息采集難的問題，有效解決了自然災害可能導致公網通信癱瘓的難題；降低了供電故障率，讓電網運行更加安全；提高了電網系統的服務效率，縮短事故發生后的應急響應時間；提高了管理水平，降低了供電成本。

7、 北斗完善行業應用

北斗系統提供精準統一的時空基準，相應的感知信息可以通過5G 通信傳輸至管理平臺，利用人工智能進行決策與分析，由具體的執行機構形成閉環。北斗、人工智能、 5G 通信所構成的技術共同體與其他產業深度融合，可以催生出更大的產業應用。不僅可以對傳統行業進行賦能與拓展，還可以對新興產業進行輔助與提升。 2020 年北斗三號系統將完成全球組網，同時 5G 也將在我國開啟大規模商用。北斗三號系統具備其他衛星導航系統所不具備的短報文功能，未來在 5G 信號到不了的地方，可以通過北斗進行信息溝通。北斗+5G 是導航定位與通信融合發展的典型的代表。 兩者的結合還將在智能交通、無人駕駛等領域充分發揮北斗系統的優勢，實現北斗系統在信息領域深度應用?！氨倍?5G”將成為繼移動位置服務經濟和共享經濟之后，北斗應用市場新的重大商業機遇，將迎來市場爆發期。我國北斗產業已形成由基礎產品、應用終端、應用系統和運營服務構成的完整產業鏈。在“互聯網+”的時代，數據在云端，用戶在網上，“北斗+”與“互聯網+”等新興信息技術的融合，跨界融合發展趨勢將越來越明顯。通過與其他技術的融合，北斗賦予這些技術新的功能。北斗的跨界融合是智能時代基礎性、顛覆性的技術。主要包括： “+”服務。與傳統的服務業深度融合，創造出基于時空位置的新商態、新業態，如電子商務物流、移動互聯網金融、移動在線共享娛樂、移動在線共享教育、分享交通、分享醫療等等。 “+”產業。為制造業向無場所經濟轉型提供時空位置服務，可以從設計生產銷售到售后服務，對傳統產業進行空間共享和時間分享，傳統產業則可無需固定場所支撐。 “+”技術。就是與傳感器、多種無線通信、微機電、 其他定位方式等技術集成融合，以及室內室外多傳感器融合，為各行各業提供泛在智能的時空位置服務。 北斗引領電子商務領域的創新應用。目前，國內已有多家電子商務企業的物流貨車及配送員配備了北斗車載終端和手環。以北斗系統應用技術為核心，綜合利用無線通信技術、現代物流配送規劃技術等研發的基于北斗的電子商務云物流信息系統，可實現對物流過程、交易產品、運載車輛的全面管理，極大地節約人力、物力、財力成本。同時，北斗開始大規模進入乘用車輛前裝市場，目前已經累計有超過200 萬輛車擁有“北斗芯”。 未來，隨著北斗系統定位精度提升，北斗終端小型化和電池續航能力提高，以及物聯網技術商業模式日臻成熟，這將使得位置服務擁有比現在更為廣泛的應用場景。基于導航與定位服務的新技術、新服務、新業態層出不窮，如智慧城市、自動駕駛、無人機、共享單車、 定位應用 APP 等，遍布各行各業，深刻影響著大眾出行和生活質量的提高，對推進資源共建共享，促進新舊動能持續轉換，支撐數字經濟發展具有重要意義。北斗將進一步發揮系統優勢，幫助更多行業提升效率。 作為國家戰略新興產業，北斗產業鏈從元器件供應商、產品制造商到集成商運營商，產業鏈上游的技術將隨著市場規模的擴大逐步向深層次發展，并由此分化出更專業化的，擁有高、精、尖技術的龍頭企業。北斗導航應用產業從國家安全戰略的角度出發有很大的發展空間，可以形成獨具中國特色的產業，在未來將是更深層次的技術專業化和更高層次的市場化的聯合。隨著 北斗系統服務范圍覆蓋全球，我國衛星導航與位置服務產業將迎來由技術融合創新和產業融合發展共同帶來的升級變革。以北斗提供的時空信息為核心的導航定位授時服務產品，必將大規模進入到行業應用、大眾消費、共享經濟和民生服務等領域，深刻且深遠地影響和改變著人們的生產生活方式。