中国卫星导航行业深度报告

投资要点：

中国卫星导航行业进入高速发展期。北斗二代已形成3GEO+3IGSO

基本系统，2012年底前还将发射8颗卫星建成区域系统。同时各级

政府也在积极推进卫星导航/北斗系统产业化，迄今为止包括交通运

输部和农业部在内的8个部委和6个地方政府出台了强制或鼓励发

展卫星导航/北斗系统的“十二五”规划细则。

专业市场首先受益于北斗系统建设和“十二五”规划。北斗基本/

区域系统受覆盖率和定位精度限制仍不能和GPS在大众市场全面竞

争。系统建成初期北斗应用集中于国防和短报文通信等领域，同时

向专业市场提供GPS兼容/备份方案。“十二五”规划要求深化卫星

导航在国民经济各行业的应用，鼓励在专业市场使用北斗兼容系统。

ASIC/SoC 基带芯片短期内并不是制约专业市场的根本因素。北斗

系统ICD尚未公开，卫星发射还具有不确定性；同时北斗现阶段将

主要面向专业市场，容量较小且价格敏感度不高，导致短期北斗基

带芯片并不适合ASIC方案。但是北斗进入大众市场必须采用ASIC

芯片，长期而言具有ASIC/SoC研发能力的公司才能赢得更大市场。

 国产接收机将进一步实现进口替代，GIS 采集器增长最快。PVT模

块是影响接收机精度的关键，国内产品与进口产品性能差距较小。

高精度GIS采集器可以以低价优势占领部分低端测绘市场，也能满

足高端大众市场需求，并衍生出更多基于精确位置信息的新应用。

随着价格下降，GIS采集器有望在大众市场获取更大市场份额。

设备是基础，行业应用和整体解决方案是增长点。目前国内公司仍

以设备销售为主，但是都开始在多技术融合和软件及平台建设方面

进行布局。考虑到政策壁垒和行业熟悉程度等因素，部分国内厂商

在提供行业解决方案占据本地化优势，未来成长性较好。

行业策略：整个产业链都将受益于北斗系统和“十二五”规划。短

期重点关注在专业市场具有核心竞争力的接收机生产商和行业解决

方案提供商。长期看好具有北斗关键元器件自主研发能力、掌握定

位核心算法、具有多技术融合能力、能提供整体行业解决方案的企

业。参考全球行业龙头的发展历程，我们尚处于行业发展初期，企

业规模普遍较小，行业集中度不高。在未来几年我们还应密切关注

并购对市场结构的影响。

前言

2011年是中国北斗二代产业化进程关键性的一年。今年四月份第8颗卫星发

射升空，标志着北斗二代“3 + 3”基本系统已经组建成功。2012年底前还将发射

约8颗卫星建成区域系统，北斗二代系统建设已经进入加速期。

随着北斗产业化进程的推进，国内企业在卫星导航芯片、设备、系统集成、运

营服务等产业链各个环节积极布局，应用涉及减灾救灾、海洋渔业、气象检测等诸

多领域。国内企业不仅在传统行业市场开发兼容GPS的北斗替代方案，也与移动

互联网等结合开拓基于位置信息服务的新兴市场。

与此同时，“十二五”规划也将卫星导航纳入国家战略性新兴产业，近期约8

个行业主管部门和6个地方政府相继出台“十二五”规划细则，明确鼓励卫星导航

/北斗产业发展。我国卫星导航行业已经迎来了自主创新的高速发展阶段。

本报告通过产业链和市场两个维度梳理了中国卫星导航行业现状，并分析了行

业内上市及重要非上市公司的主营业务、核心技术和细分市场，展示了公司竞争优

势及发展前景。报告也分析了中国卫星导航行业当前所处境况及前景，通过与国外

相关公司发展历程的比较预测了行业发展趋势。报告最后部分我们给出了中国卫星

导航行业重要结论并提出相应的行业投资策略和重点推荐公司。

第一章 卫星导航产业链和相应技术

一、卫星定位背后的故事

全球导航定位技术关键在于找到能覆盖全球的高精度参考点。人类历史上曾出

现过多种导航定位方法，比如地球磁极定位和天文星座定位，不过因定位误差过大

而无法满足当今社会的需求。精度更高的三角定位技术虽然很早就为人类所掌握，

但是地面上无法找到海拔足够高的参考点来覆盖全球区域。只有在人造卫星出现以

后才可能使精确的全球定位成为可能。

卫星导航原理十分简单，物体经纬度可以通过三角定位技术，即与已知坐标

三颗卫星的距离计算得出，如需高度信息还需要第四颗卫星。卫星在预定轨道运

行，每隔精确的时间间隔向地面发射定位信号，例如GPS卫星每隔30秒发射一帧

数据。数据携带信号发射时的卫星位置(卫星星历)和时钟信息，地面接收机接收到

定位信号后根据电磁波传播时间计算出自己与卫星的距离

和时钟信息，地面接收机接收到

定位信号后根据电磁波传播时间计算出自己与卫星的距离(由于未对钟差进行较

正，也称伪距)，当获取与四颗以上卫星的距离后，我们就能通过三角定位技术解

算出接收机经纬度和高度，完成定位功能

当获取与四颗以上卫星的距离后，我们就能通过三角定位技术解

算出接收机经纬度和高度，完成定位功能，并为后续导航提供位置和速度信息。

导航卫星发出的射频信号经过长距离的空间传输之后变得非常微弱（GPS信号

约为2.7x10 -21 W／M 2 Hz）。射频信号经地面接收机天线接收后，需要射频前端放大、

解调、数字化为中频CDMA(码分多址)信号。天线和射频前端，包括低噪放大器、

下变频器和模数转换器等是标准模块，一般可以通过采购获得。但由于北斗系统具

有独特的双向短报文功能，需要国内天线厂商自行设计制造，相关公司有国腾电子、

盛路通信和华力创通等。部分GPS接收机厂商也开始自行生产天线来降低采购成

本，如中海达等。

卫星信号经过射频前端处理后送至接收机的核心模块之一——基带芯片，完成

CDMA信号捕获和跟踪，并从中提取出用于导航的基带信号。基带信号包括卫星

在发射信号时的位置和时间。

信号捕获和跟踪，并从中提取出用于导航的基带信号。基带信号包括卫星

在发射信号时的位置和时间。基带芯片通常设计有多个通道同时接收不同系统

(GPS/GLONASS/Galileo/北斗等)、不同频段(L1/L2等)和不同卫星的信号，为接下

来的位置运算提供原始数据。例如北斗星通研制的星云(Nebula)基带芯片就支持所

有GNSS系统、6个独立频点和多达192个通道。

位置-速度-时间解算模块(PVT, Position Velocity and Time)是接收机的另一个核

心部件。由图1可知当接收机获得与四颗以上卫星的距离后就能计算出自己的经纬

度和高度。但于由于卫星高度角、时钟误差、信号噪声、树木和建筑物阻挡等多种

干扰因素存在，PVT算法需要解决如何从接收到的十几颗卫星信号中消除各种误

差，获得精确位置时间信息。

算法需要解决如何从接收到的十几颗卫星信号中消除各种误

差，获得精确位置时间信息。PVT 算法决定最终定位的精度和可靠性。

为了摆脱GPS的依赖性，中国于2007年开始组建自己的全球卫星导航定位系

统——北斗二代。2011年4月第8颗北斗卫星发射升空，标志着“3GEO+3IGSO”

的基本系统已经组建完毕。2012年底前还将发射约8颗卫星建成区域系统。不同

于GPS全部采用MEO中轨卫星，北斗二代星座构成为5颗静止轨道卫星(GEO)、

3颗倾斜同步轨道卫星(IGSO)和27颗中轨卫星(MEO，3颗为备份星)。由于MEO

卫星要发射过半才能有效投入运行，这意味着2012 年建成的区域系统将主要以

GEO和和IGSO 卫星构成，定位精度相对较低。北斗区域系统的设计精度是10米。

图4显示了GEO+IGSO模式的北斗区域系统和GPS在不同区域的定位精度比

较，PDOP（定位精度因子）数值越小精度越高。北斗基本系统和区域系统受覆盖

率和定位精度限制仍不能和

北斗基本系统和区域系统受覆盖

率和定位精度限制仍不能和GPS。在大众市场全面竞争。但北斗GEO卫星提供的独

特的短报文功能拓展了卫星导航系统的应用范围。系统建成初期北斗应用将主要集

中于国防和短报文通信等领域，同时向专业市场提供

系统建成初期北斗应用将主要集

中于国防和短报文通信等领域，同时向专业市场提供GPS 兼容/备份方案。一方面

为GPS兼容系统提供区域增强，另一方面也为对安全性、可靠性要求较高的电力、

通信等系统提供GPS/北斗双备份。

二、此芯片非彼芯片，基带的多种实现方式

基带芯片是接收机的核心模块。国内卫星导航基带芯片研制起步较晚，GPS

基带芯片基本上被外资厂商垄断，其中面向测绘、GIS等专业市场的厂商主要有

Trimble、Novatel和Javad等，面向大众市场的厂商有Broadcom、SiRF、TI等。这

些厂商具有较强的技术、规模和品牌优势，因此GPS基带芯片市场的格局将很难

被打破。现在北斗系统为国内基带芯片制造厂商崛起创造了很好的条件。

理论上北斗系统民用基带芯片并非只能由国内厂商制造。国外芯片厂商，如

Javad等已经能够以OEM方式为北斗系统供应基带芯片。随着北斗ICD的公布和

北斗市场的成熟，外资企业完全有可能在相对短的时间内生产出高性价比的北斗基

带。在北斗系统起步阶段外资企业由于种种原因未能及时跟进，因此未来几年将

是国内基带芯片制造商抢占北斗市场的最好时机。

在北斗系统起步阶段外资企业由于种种原因未能及时跟进，因此未来几年将

是国内基带芯片制造商抢占北斗市场的最好时机。

基带芯片通常有多种实现方案，比较常见的有：(1) ASIC(专用集成电路) (2)

FPGA(现场可编程门阵列) (3) DSP(数字信号处理器)。这三种方案各有优缺点，适

用于产品不同阶段。

考虑到北斗系统的成熟仍需时日：一方面北斗系统的ICD(接口控制文档)并未

公开、卫星发射还具有不确定性；另一方面北斗在目前阶段将主要面向专业市场，

更多地用作备份系统，市场容量较小，我们认为近期用于专业市场的北斗基带芯片

仍将以

我们认为近期用于专业市场的北斗基带芯片

仍将以FPGA合方案为主，并不适合ASIC 方案。国内芯片厂商投入资金研发

ASIC/SoC芯片，证明国内完全有能力设计制造基带芯片，为北斗系统最终进入大

众市场进行技术储备

芯片，证明国内完全有能力设计制造基带芯片，为北斗系统最终进入大

众市场进行技术储备。

SoC(片上系统)是一种集成集更高的整体解决方案。随着集成电路工艺的发展，

已经可以将用于执行PVT算法的DSP内核甚至是射频前端的数字部分集成到基带

芯片中，从而只需要一颗芯片就能完成大部分接收机功能，降低了接收机成本，减

少了功耗。由于专业接收机更注重定位算法的精度和可靠性，芯片成本、体积和

此功率并不是首要考虑的问题，因此SoC 方案对于大众消费市场显得更加必要。在

大众市场未来甚至会出现导航基带芯片与智能手机和平板电脑芯片集成的功能更

强大的SoC系统。

三、定位难在哪里，从PND到到GIS 再到测绘仪

基带芯片解决的是捕获和跟踪卫星信号的问题，但是如何从已获得的卫星坐标

计算接收机的经纬度、高度和速度是PVT模块需要完成的功能。PVT算法不像基

带芯片那样需要在研发初期就投入大量资金，算法的研发需要长期积累，因此快速、

准确、可靠、快速、准确、可靠PVT.

 

由于存在多种误差，只通过四颗卫星计算出来的位置精度通常是非常低的。导

致精度下降最常见的误差包括卫星时钟误差、卫星轨道偏移和电离层效应等。PVT

模块需要利用捕获到的十几颗卫星信号尽可能地消除这些误差，提高定位精度。

由于依靠单机系统无法消除上述三种误差，为了获得专业市场所需要的精度，

必须引入相对定位技术，即通过多接收机、多频或载波相位等技术来消除误差。用

于测绘的接收机大多都采用RTK技术获得厘米级的精度。由于RTK技术需要使用

参考站，即另一个已知坐标的接收机，因此系统还需具备与参考站之间的通信功能。

GIS采集器是一类介于大众市场和测绘级应用的接收机，精度可以达到米级或

亚米级。GIS采集器有从传统单点定位进化和从RTK简化两条发展路径。精密单

点定位(PPP)技术可以通过全球地基参考站、天基区域增强系统以及境内电离层模

型来消除误差。由于PPP技术只需单机单频，使用更方便且成本更低。基于RTK

的GIS采集器则通过自建参考站或CORS系统提供高精度定位信息。

测绘市场容量相对较小，而大众市场产品毛利一般较低。我们预计GIS采集

器将成为未来最具增长性的接收机类型。

采集器将成为未来最具增长性的接收机类型。一方面高精度GIS采集器可以以低价优

势占领部分低端测绘仪市场，另一方面也能满足高端大众市场的部分需求。随着价

格不断下降，GIS设备有望提高在大众市场渗透率。

多系统兼容也是提高精度的一种有效方式。在北斗系统之前，部分接收机已经

能够同时接收GPS、GLONASS和Galileo的卫星信号。如今北斗系统为多系统兼

容方式提供了更多参考卫星，同时也增加了算法的复杂度。多系统兼容仍是目前较

为前沿的研究课题。

四、国货当自强，国产芯片/接收机的优劣势

卫星导航首先需要满足军事应用,如精确制导武器和作战指挥。同时授时也是

卫星导航核心功能之一。由于GPS是目前唯一成熟运作的系统，占据了95%以上

的市场份额，因此各国从CDMA通信到电力系统都能看到GPS的身影。

对于这些涉及国家安全和国计民生的领域，北斗系统无疑是GPS最好的替代

系统。可以预见在北斗系统完成区域覆盖之后，这些领域的定位授时应用将首先切

换成北斗系统，或者采用双系统兼容方式。由于这段时间只有国内厂商才能生产北

斗兼容芯片和接收机，因此将直接带动国产芯片和接收机需求的快速增长。

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