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北斗产业: 挑战与前景

时间:2014-09-12 16:22来源:现代国企研究 作者:黄磊 点击:
经过短短十余年的建设,中国的北斗卫星导航系统已经成为与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo齐名的全球四大卫星导航系统之一。北斗卫星导航系统虽然尚在建设阶段,产业化推广也
  经过短短十余年的建设,中国的北斗卫星导航系统已经成为与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo齐名的全球四大卫星导航系统之一。北斗卫星导航系统虽然尚在建设阶段,产业化推广也刚刚起步,但依托已经较为坚实的GPS产业基础,北斗产业链正快速健全和完善。
    当前,北斗产业正面临前所未有的挑战:从单一的GPS时代转变为真正实质性的多星座并存兼容的GNSS新时代;从以卫星导航为应用主体转变为PNT(定位、导航、授时)与移动通信和互联网等信息载体融合的新时期;从经销应用产品为主逐步转变为运营服务为主的新局面。现实中,中国北斗产业在终端制造环节实力比较突出,而在附加值更高的基础构件环节和产业链末端的运营服务部分比较薄弱。那么,中国卫星导航产业如何进一步扩大应用领域,与汽车电子、移动互联、地理信息和物联网等产业融合发展,形成综合信息服务的新兴产业呢?


北斗耀九州
    建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
    作为北斗产业化“元年”,2013年是中国北斗产业发展极不平凡的一年,系统建设的不断完善、国家层面的政策支持、产业规模的快速壮大、应用示范的逐渐普及、民用市场的蓄势待发,无不彰显中国北斗产业的迅速崛起。本文将从北斗产业的建设历程、发展现状、产业链、产业化、机遇挑战、发展趋势以及对策建议等多角度全方位地分析中国北斗产业的发展状况及动向。
建设历程:从无到有   跨越发展
    北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,由空间段、地面段和用户段三部分组成,空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统,促进卫星导航产业链形成,形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系,推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
    目前,北斗卫星导航系统建设按照“三步走” 的规划:第一步是试验阶段(“北斗一号”),即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,研制地面应用基础设施等;第二步是到2012年,计划发射12颗卫星,建成覆盖亚太区域的北斗卫星导航定位系统;第三步是到2020年,建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。
    随着2012年第16颗北斗卫星顺利升空,北斗卫星导航系统区域组网正式完成。经过短短十余年的建设,中国的北斗卫星导航系统已经成为与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo齐名的全球四大卫星导航系统之一。同年12月27日,北斗卫星导航系统新闻发布会召开,公布了北斗系统的服务性能、标志图像、组织管理等详细情况,发布了北斗系统空间信号接口控制文件(ICD)正式版,表明北斗系统建设的第二步任务顺利完成,也标志着北斗产业化正式拉开帷幕。
产业现状:政策力推 规模壮大
    从产业政策方面来看,近年来国家各有关部门都加大了对北斗产业的扶持力度,出台了包括《国家卫星导航产业中长期发展规划》、《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》等一系列政策。与此同时,不少地方政府也出台了北斗卫星导航产业发展规划,如《北京市推进北斗导航与位置服务产业发展实施方案(2012-2015年)》、《深圳市北斗卫星导航系统应用产业化实施方案》等。这些政策的出台表明了国家对北斗产业发展的巨大决心,也为产业发展方向起到了明确的引导作用。
    从产业规模方面来看,目前中国北斗产业还处在产业发展的初期,产业规模相对较小。随着国家支持政策的发布,国家发改委、工信部、科技部、国防科工委等专项和重大项目的实施,全国各地众多应用示范的落地以及民用市场的快速启动等利好因素的推动,中国北斗产业即将迈入产业发展的高速成长期。据赛迪顾问统计,2013年中国北斗卫星导航产业规模达到155.2亿元,同比增长36.6%。
产业链分析:快速健全   两端不足
    北斗卫星导航系统虽然尚在建设阶段,产业化推广也刚刚起步,但依托已经较为坚实的GPS产业基础,北斗产业链正快速健全和完善。许多GPS产业的企业都开始涉足北斗领域,无论从规模、业绩、效益、能力上都积累了扎实的基础和一定的核心竞争力,同时也有一批新进入企业,以其独特的优势和产品快速壮大。从产业链上看,北斗卫星导航产业可分为四个部分,即基础构件、终端设备、平台与行业应用软件、运营服务等。
    基础构件产业链环节包括基础器件、基础软件和基础数据三个部分,是整个导航产业发展的基础,也是各种应用与服务的重要承载因素。该环节涉及核心器件、高性能软件和基础信息数据,是一个高技术云集的技术密集型产业,涵盖了通信、计算机、制造加工、精密仪器等多个学科,代表了一个国家在该技术领域的科研水平。
终端设备产业链环节包括定位终端、导航终端、授时终端及北斗通信终端四个部分,这些产品的生产需要具备丰富的生产经验和一定的技术实力,也需要完善的产业配套。
平台与行业应用软件环节包括定位平台、综合认证测试平台及行业应用平台三个部分,是提高北斗定位精度、检测北斗产品和实现北斗行业应用的必要环节。
    运营服务环节包括导航位置服务、授时、定位通信等几个部分,是面向用户提供最终的服务,是产业发展的最终推动。
    目前,中国北斗产业链主要体现了两个显著特点,一是与GPS产业高度融合。北斗卫星导航产业与GPS产业有着高度的融合性,二者在技术上有很多的共通性,许多企业往往同时生产两大系统的产品,很难明确区分企业的归属。在基础数据和运营服务部分,GPS产业链与北斗卫星导航产业链基本重合,产品和服务适用于不同的卫星导航系统。而在终端设备环节,厂商多为现有的GPS厂商,在未来北斗芯片逐渐成熟时,终端厂商只要采购相应的北斗芯片或模块,即可使产品应用北斗系统,而在技术上面临的调整和影响并不大。二是北斗产业链两端发展不足。中国北斗产业在终端制造环节实力比较突出,而在附加值更高的基础构件环节和产业链末端的运营服务部分比较薄弱。不过,在移动互联网等新一代信息技术的带动下,北斗的运营服务产业发展将会十分迅速,同时各大北斗芯片企业都加大了对北斗芯片的研发投入,中国北斗产业链将会协调均衡发展。
产业化分析:应用示范先行   民用蓄势待发
    (一)应用示范
    在中国卫星导航系统管理办公室等多个部门的统筹指导下,各北斗示范应用项目不断推进,取得了巨大进展。从行业应用示范方面来看,在交通运输领域,交通运输部“重点运输过程监控管理服务示范系统”已经在9省市顺利实施,共有30余万辆长途客车、旅游包车、危险品运输车等重点运输车辆上安装了北斗兼容终端。2014年1月,交通运输部、公安部、安监总局联合发布《道路运输车辆动态监管管理办法》,要求道路运输车辆安装和使用卫星定位装置,预计未来2年内会有数百万台营运车辆加装北斗兼容终端,将进一步提升交通运输的经济和社会效益。在渔业领域,北斗可提供远海及近海船舶的位置监控,北斗短信与手机短信互联互通,为渔船提供及时精准的气象和海况信息。目前北斗船舶入网用户3万余个,伴随手机用户10万余个。在气象领域,北斗/GNSS探空仪已完成定型,武汉、阳江、海口、锡林浩特等北斗探空站已纳入气象业务运行;湖北省、广东省北斗/GNSS水汽监测系统开始示范运行。
从区域应用示范方面来看,广东省借助“珠三角卫星导航应用示范”,打造了基于北斗的公共运营服务平台,开展了城市应急管理、智能交通、综合执法、人身安全保障服务、公务用车监管等北斗应用示范,尤其是已完成的广州市1万多辆公务车北斗终端安装,用技术手段强化了对公车的管理,产生了良好的社会效益。同时,由上海市牵头的“北斗导航卫星长三角应用示范工程”启动,该项建设周期18个月、总投入1.9亿元的示范工程,将以上海智慧城市建设为切入点,围绕城市管理和民生应用,有重点地推动长三角地区北斗卫星导航示范应用与产业化。
    (二)民用市场
    目前,车载导航是北斗在民用领域规模最大发展最快的市场。作为世界汽车产销第一大国,中国车载导航市场发展空间巨大,而较大的市场需求全面推进了北斗/GNSS兼容的芯片、模块、天线、终端产品、导航软件的产业化。具有自主知识产权的北斗/GNSS导航型芯片、模块已量产实用,定位精度、可用性等关键性能指标已与国际同类产品相当。2013年,国内20余个品牌200余款车型的北斗/GNSS车载导航仪已经正式走向市场,前、后装市场已完成20余万台的安装和销售。用户体验表明,北斗/GNSS的多模应用可以有效提升用户在城市高楼、峡谷等场景中导航定位的可用性和精度。
    以智能手机和位置服务为代表的移动互联网是北斗在民用领域的另一大主要市场。凭借着中国移动互联网市场规模全球第一的优势,面向智能手机、平板电脑、可穿戴式设备等民用市场千万量级应用需求,正在推动北斗产品的小型化、低功耗和高可靠。2013年,在智能手机领域,三星发布了全球首款具备北斗定位功能的手机,市场首批投放3000万部;而国内的龙头企业华为则发布了国内首款具备北斗定位功能的手机,市场首批投放800余万部。此外,目前正在建设中的羲和系统则是中国为解决卫星导航服务到手机用户的问题而推动实施的广域室内外高精度定位导航系统。羲和系统可将北斗等卫星导航信号服务拓展到室外和室内,极大扩充了导航应用的范围和深度,更是开拓了室内位置服务这一巨大的市场。
产业机遇和挑战
    (一)发展机遇
    1.政策持续利好。在产业发展初期,政策往往是其最主要的推动力。北斗卫星导航系统及其产业化是对国家国防和经济安全的重要保障,同样也能够带来巨大的经济利益。国家出台了众多的政策来鼓励和促进北斗卫星导航产业发展,也陆续推出了众多的示范项目以带动产业的壮大。未来几年,随着北斗系统的不断健全及北斗服务的正式运行,国家还将在政策上给予极大的支持,将促使各地积极开展北斗卫星导航产业规划,促使北斗的应用领域和用户规模快速壮大。
    2.系统建设不断完善,性能快速提升。北斗系统自身的不断完善将成为产业发展壮大内在的最有利因素。自系统组网试运行对外公布以来,空间段在轨卫星和地面运控系统工作稳定,根据全国300多个北斗二代用户机检测数据显示,北斗系统的指标和功能都达到了预期目标,满足了区域系统试运行承诺的要求。在当前组网尚未最终完成的情况下,北斗系统达到了我国目前承诺的试运行25米的全天候定位精度要求,同时在70%的时间里已达到了定位精度10米的要求,这充分说明了北斗系统的高性能。
    3.地理信息产业高速发展提供空间。地理信息产业是以地理信息开发利用为核心的新兴高技术产业,包括GNSS、GIS及RS三部分。近年来,我国地理信息产业呈现蓬勃发展的良好态势,每年以超过25%的速度迅猛增长,正在成为中国乃至全球服务业中迅速崛起的战略性新兴产业,成为国家创新体系和信息化建设的重要组成部分。在此背景下,北斗卫星导航产业作为其重要的组成部分,其产品和技术广泛应用于国民经济社会的几乎每个行业和领域,并进入百姓的日常生活。随着在政府、企业和公众中得到深入的应用,北斗导航产业前景广阔,将迎来巨大的发展空间。
    (二)面临挑战
    1.GPS系统先发优势明显。GPS系统作为全球第一个投入运营的卫星导航系统,在全球建立了深厚的产业基础和庞大的用户群体,占据了卫星导航市场95%以上的份额。且GPS系统在实现全功能应用之时即已开始实施现代化计划,使得系统的性能不断提升,先发优势不断扩大。作为后来者,北斗系统虽然借鉴了许多发展经验,也利用了当今社会的先进技术,但还有很多差距需要弥补,特别是面对GPS成熟的产业环境,北斗如何发挥自身优势,拓展应用领域,博得消费者青睐还亟待各界深入思考。
    2.北斗芯片研发实力待提升。北斗卫星导航产业具有多行业支撑、多产业融合的特点,包括高端制造业、现代服务业、先进软件业和综合数据业都是产业发展的重大支柱。但是,我国在这几方面的产业基础都不够完善,给产业的持续发展带来隐忧。特别是以芯片研发制造为代表的高端制造业长期以来是我国信息产业提升产业水平的重要挑战。虽然在国家的大力推动下,不少芯片厂商的研发生产水平有了较大提升,但是其产品还存在着性能不稳定、能耗高、生产成本居高不下等问题,使北斗终端产品在性能上、价格上都难以达到消费者的要求,是北斗卫星导航产业的持续壮大必须解决的关键问题。
产业发展趋势
    (一)技术发展趋势
    北斗、GPS等全球卫星导航系统正经历着前所未有的三大发展趋势:从单一的GPS时代转变为真正实质性的多星座并存兼容的GNSS新时代;从以卫星导航为应用主体转变为PNT(定位、导航、授时)与移动通信和互联网等信息载体融合的新时期;从经销应用产品为主逐步转变为运营服务为主的新局面。三大发展趋势将带动全球卫星导航产业快速发展,应用领域进一步扩大,与汽车电子、移动互联、地理信息和物联网等产业融合发展,形成综合信息服务的巨大产业。
    1.多系统兼容应用转变。随着俄罗斯GLONASS系统的恢复,欧洲Galileo系统的部署加快,中国北斗卫星导航系统区域服务能力的完善,2014年将有80颗左右的导航卫星在轨提供导航、定位与授时服务,导航卫星系统间的相互融合成为大势所趋。可以预见,导航卫星系统间的相互融合,特别是在民用领域的融合将成为卫星导航系统未来的发展趋势。今后用户接收机将从GPS单星座转变成北斗/GPS等多星座兼容,将大大提高卫星导航定位的可靠性、准确性和实时性。
    2.多信息载体融合应用转变。从以卫星导航为应用主体转变为PNT(定位、导航、授时)与移动通信、WiFi接入技术、移动互联网技术、数字多媒体广播接收等信息载体融合的新阶段,形成一个以卫星导航为主体的PNT应用服务体系,真正做到全时段、全空间的无缝服务。
    3.向运营服务应用转变。从经销应用产品为主逐步转变为运营服务为主的新局面,开创应用大众化和服务产业化,以及信息服务智能化的新阶段。
    (二)市场发展趋势
    1.车载导航设备是北斗产业发展的重点。成熟的智能运输系统和高度发达的电子地图为车辆导航发展提供了有力支撑。2013年,包括车载前装、车载后装、便携式在内的中国车载导航设备出货量达到2000万台以上,另外2013年末中国民用汽车保有量达到12089万辆,比上年末增长14.3%,因此车载导航设备市场仍有着巨大的增长空间。
    2.基于个人位置服务系统将成为市场主流。该系统可以为不同用户提供个性化的信息服务,包括网络导航、监控、娱乐、交通信息提供、动态地图更新、信息定制、移动办公等。随着经济与居民收入同步增长,消费者已不满足现有普通服务种类,越来越多的消费者要求更多的增值服务以满足个性化的要求。因此消费的需求再次有力拉动服务质量、服务种类的提升。
    3.北斗在智慧城市上的应用将是未来重要市场。近些年来,各地智慧城市建设正如火如荼地全方位开展。按照中国2050年实现70%城市化率的目标,以平安城市、数字城管、数字社区、智慧医疗等内容为核心的智慧城市的市场规模在万亿以上。当前智慧城市发展的瓶颈是位置管理的智能化和网络化,因此,加快搭建位置服务平台是建设智慧城市的关键。基于位置服务平台对资源和数据的整合,形成各种位置服务解决方案,政府将实现资源调度管理、移动现场指挥、重大事件快速响应决策、城市公共智慧服务;企业将实现对车辆、流动人员、货物等资产与移动资产的智慧管理、指挥和调度;公众将可以在出行、交友、购物、餐饮、家人关爱、财产和人身安全等多个方面获益。智慧城市的建设将极大地促进北斗产业的发展。
产业发展建议
    (一)对政府的建议
    1.加强政策标准引导。作为战略性、先导性的新兴产业,北斗产业的发展需要国家加大产业政策扶持力度,出台相关政策加以推动和引导,通过设立北斗产业发展专项资金,研究制定并不断完善北斗产业发展的财税、投融资、人才、创业等各项扶持政策,形成较为完善的产业政策体系。同时,针对标准建设滞后的瓶颈,加快标准建设步伐,完善北斗标准形成机制,健全北斗产业标准体系。
    2.创建产业基地。依托具有优势的产业集聚区,创建创新能力强、创业环境好、特色突出、集聚发展的北斗产业基地,形成增长极,辐射带动区域经济发展。充分发挥基地作为北斗产业发展的重要空间载体的作用,通过加强园区规划建设、完善产业服务体系、重大项目建设、重点企业引入、吸引资金投入、建立北斗产业孵化器等方式,重点扶持和培养具有核心竞争力的龙头企业以及发展一批具有发展潜力的中小北斗企业,形成具有特色的北斗技术与服务产业集群,示范和带动北斗产业发展。
    3.加强对技术创新的知识产权保护。支持知识产权的创造和运用,进一步完善配套政策体系和市场环境,加强执法力度,强化知识产权的保护和管理,鼓励企业建立专利联盟。完善高校和科研机构知识产权转移转化的利益保障和实现机制,建立高效的知识产权评估交易机制。挖掘知识产权价值,强化知识产权管理,加大知识产权保护;加快建设知识产权信息服务平台,完善知识产权服务体系。推动行业协会建设,发挥行业协会在制定行业规范、维护行业秩序、知识产权保护、引导行业良性发展等方面的作用。
    4.加强人才引进和培养。对于北斗产业政府要建立科研机构、高校创新人才向企业流动的机制,加大高技能人才队伍建设力度。加快完善期权、技术入股、股权、分红权等多种形式的激励机制,鼓励科研机构和高校科技人员积极从事职务发明创造。加大工作力度,吸引全球优秀人才来华创新创业。发挥研究型大学的支撑和引领作用,加强北斗产业相关专业学科建设,增加急需的专业学位类别。改革人才培养模式,制定鼓励企业参与人才培养的政策,建立企校联合培养人才的新机制,促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。
    (二)对企业的建议
    1.加强技术研发,增强自主创新能力。在生产经营、项目建设、科研开发、技术改造、设备引进、技术消化等工作中,开展自主创新,加大北斗企业的技术开发的广度和深度。积极争取高新技术及产业化的重大项目,提升科研项目层次和成果水平,并且通过重大课题的开展,增强企业科技攻关和高新技术成果转化能力。加强企业技术开发机构建设,开展有组织的技术创新活动。紧紧围绕企业生产和可持续发展,从前瞻性、储备性的超前技术研究、面向市场需求的产品开发和解决实际关键问题的试验研究等不同层面确立科技创新课题。
    2.开展资源整合,提高企业综合能力。北斗龙头企业应以优势环节为基础,延伸企业业务在整个产业链的覆盖范围,通过业务拓展、资源整合等方式,不断增强企业的综合竞争力。中小型北斗企业应发挥其灵活的经营机制、高效的运作体制等优势,提高企业技术创新、产品创新能力,在开发出新产品后,与资金、技术、生产设备和销售能力强大的大公司以联盟的形式进行合作,以达到规模生产并成功营销的目的。同时,在知识经济时代,中国北斗企业可以基于自身资源和能力互补性的要求,基于降低交易成本,增强战略行为,缩短新产品开发周期,降低风险等目的与产业链上下游企业结成联盟伙伴,加速科研成果商业化的应用,实现双赢。
    3.建立高素质的人才队伍。依托高等院校、科研院所,建立以企业为主体的产学研体系,积极组建北斗技术人才培养基地,设立博士后科研工作站,加强创新型人才和高级实用型人才培养。与各类职业院校合作培养北斗产业技能型人才。实施全球化人才战略,积极吸纳海外优秀人才。加大向关键岗位和优秀人才的收入分配倾斜力度,完善技术参股、入股等产权激励机制。
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