通信通信證券研究報告/行業(yè)深度報告北三應(yīng)用大范圍推廣，北斗行業(yè)進入爆發(fā)期報告摘要：特種產(chǎn)業(yè)北三大規(guī)模換裝，時空信息集團成立，北三開始應(yīng)用大規(guī)模推廣周期。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國獨立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為各行各業(yè)提供時空基準服務(wù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對于我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟正常運行具有重要意義。相比于北二，北三系統(tǒng)性能更強、服務(wù)功能更多，北三應(yīng)用推廣市場規(guī)模有望超過北二。在特種行業(yè)市場，北三大規(guī)模換裝已開始，頭部公司海格通信23北斗業(yè)務(wù)收入已翻倍。在交通運輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，北斗應(yīng)用推廣也在同步展開。此外中國時空信息集團有限公司于2024年4月20日成立，股東為中國星網(wǎng)、兵器集團和中國移動，實力及背景深厚，將進一步推動北斗等衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著北斗三號應(yīng)用逐步大規(guī)模推廣，北斗產(chǎn)業(yè)鏈公司相關(guān)業(yè)務(wù)均有望受益行業(yè)景氣度提升，邁入業(yè)績快速增長階段。北斗短報文國家標準推出，有望在民用智能手機等領(lǐng)域進一步推廣。5發(fā)布時間：2024-06-19發(fā)布時間：2024-06-19優(yōu)于大勢歷史收益率曲線歷史收益率曲線-10%-20%-30%-40%2023/62023/92023/122024/3月28日，國家市場監(jiān)督管理總局(國家標準化管理委員會)發(fā)布包括漲跌幅(%)多項北斗區(qū)域報文標準在內(nèi)的六項北斗國家標準，為市場應(yīng)用推廣鋪平絕對收益2%-3%-11%道路。此前華為Mate50、P60等多款搭載北斗短報文功能智能手機的相對收益-1%-1%推出已引起市場強烈反響，引領(lǐng)了北斗短報文+消費級穿戴式設(shè)備的發(fā)展潮流。在低硬件成本+產(chǎn)品新功能定位提升的優(yōu)勢下北斗短報文有望成為高端移動智能終端產(chǎn)品“標配”功能，且逐步滲透下沉至中低端市場。根據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會發(fā)布的《2024中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》數(shù)據(jù)，2023年我國支持北斗三號短報文功能的國產(chǎn)智能手機銷量為數(shù)百萬部，同年支持北斗定位功能的智能手機出貨量達2.69億部，潛在市場達十億級別，成長空間廣闊。低空經(jīng)濟、自動駕駛、農(nóng)機等細分下游領(lǐng)域成長潛力巨大，推動北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。在低空經(jīng)濟領(lǐng)域，北斗系統(tǒng)有望為飛行器提供關(guān)鍵導(dǎo)航定位能力并助力空管系統(tǒng)建設(shè)；在自動駕駛領(lǐng)域，伴隨著自動駕駛等級的提升，尤其是從L2向L3的跨越及城市NOA的推廣，車道級別的高精度定位能力需求增加且逐漸成為高端車型標配；在農(nóng)機領(lǐng)域，國內(nèi)農(nóng)機自動駕駛市場尚處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，滲透率低潛力空間大。多個高景氣度細分場景加持下，北斗導(dǎo)航頭部企業(yè)有望發(fā)揮核心競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)業(yè)績的持續(xù)高速增長。相關(guān)標的：(1)全產(chǎn)業(yè)鏈布局：海格通信、北斗星通、振芯科技、司南導(dǎo)航；(3)芯片及關(guān)鍵元器件：海格通信、電科芯片、北斗星通、振芯導(dǎo)航、中海達、合眾思壯；(4)軟件及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用：航天宏圖、四維圖行業(yè)數(shù)據(jù)成分股數(shù)量(只)129總市值(億)19193流通市值(億)8925市盈率(倍)21.46市凈率(倍)2.33成分股總營收(億)12506成分股總凈利潤(億)329成分股資產(chǎn)負債(%)47.08《低空經(jīng)濟行業(yè)深度：“通感一體”將作為低空關(guān)鍵基建率先落地》--20240515《光模塊：AIGC時代不可或缺的傳輸管道核--20230417新、超圖軟件、中科星圖。風險提示：北三應(yīng)用推廣不及預(yù)期、行業(yè)競爭加劇。重點公司主要財務(wù)數(shù)據(jù)重點公司現(xiàn)價2023A2024E2025E2023A2024E2025E評級海格通信0.300.310.3842.8333.7327.46買入華測導(dǎo)航29.410.8437.1527.5321.37買入北斗星通25.980.310.620.9042.0629.02增持請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明通信/行業(yè)深度 51.1.衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國家重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，獨立自主需求迫切 51.1.1.GPS發(fā)展歷史：軍用市場產(chǎn)生需求，民用推廣鑄就全球龍頭地位 71.2.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷史：“三步走”戰(zhàn)略穩(wěn)步推進，北三已形成全球服務(wù)能力 1.3.北斗系統(tǒng)具備混合星座、多頻號、通導(dǎo)融合特點，已成為全球領(lǐng)先的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系 1.3.1.北斗系統(tǒng)憑借混合星座特點及體制優(yōu)勢集成北斗短報文通信實現(xiàn)通導(dǎo)一體 1.3.2.北斗系統(tǒng)為我國提供可靠精準的授時服務(wù)，保障國計民生正常運行 1.3.3.北斗系統(tǒng)國際首創(chuàng)融合星基增強系統(tǒng) 2.1.導(dǎo)航系統(tǒng)作為提供基本時空基準的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施受到國家高度重視，政策催化/頂層設(shè)計不斷推動產(chǎn)業(yè) …………292.2.北斗應(yīng)用場景不斷拓寬推動衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展 2.2.1.全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場以消費場景為主，農(nóng)林業(yè)及鐵路細分市場增速較快 2.2.2.中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)，北斗行業(yè)應(yīng)用推廣不斷加速 3.特種行業(yè)北三大規(guī)模換裝，民品領(lǐng)域北三應(yīng)用持續(xù)推廣，北斗產(chǎn)業(yè)步入上 3.1.行業(yè)機會一：北斗短報文標準發(fā)布，有望迎來民用領(lǐng)域大規(guī)模推廣 3.2.行業(yè)機會二：特種市場進入大規(guī)模換裝北三周期，基礎(chǔ)行業(yè)北斗應(yīng)用持續(xù)推廣 3.3.行業(yè)機會三：農(nóng)機自動駕駛市場滲透率低、成長潛力巨大 3.4.行業(yè)機會四：自動駕駛高精度定位需求增加 3.5.行業(yè)機會五：低空經(jīng)濟有望成為北斗導(dǎo)航新應(yīng)用場景 4.1.海格通信——北斗行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈布局龍頭 4.2.北斗星通——國產(chǎn)高精度定位芯片行業(yè)領(lǐng)先 4.3.華測導(dǎo)航——高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用解決方案領(lǐng)軍企業(yè) 4.4.電科芯片——北斗短報文SoC已批量出貨 4.5.司南導(dǎo)航——具備芯片核心技術(shù)的“小巨人” 4.6.中海達——北斗高精度定位產(chǎn)業(yè)鏈軟硬件服務(wù)提供商 圖1:衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)三球交匯幾何定位原理示意 5圖2:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成：空間段+地面段+用戶段 6圖3:全球空間星座導(dǎo)航衛(wèi)星累計發(fā)射數(shù)量情況 6圖4:GPS系統(tǒng)發(fā)展歷史流程圖 9圖5:GPS衛(wèi)星發(fā)射情況 9 圖8:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)構(gòu)成 圖9:全球可視北斗衛(wèi)星顆數(shù)情況(2024-162) 圖10:北斗三號系統(tǒng)導(dǎo)航星座示意圖 通信/行業(yè)深度圖11:四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座平均PDOP值分布(2022年1月1日) 圖13:RDSS+報文通信體制示意圖 圖14:北斗短報文(全球)通信原理 圖15:北斗短報文通信流程示意圖 圖16:海洋漁船北斗短報文應(yīng)用原理圖 圖17:常見授時體系 2圖19:衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展示意圖 圖20:常用導(dǎo)航定位系統(tǒng)對比 圖21:天基監(jiān)測與地面監(jiān)測 圖23:十四五全面推進北斗應(yīng)用 圖24:中國時空信息集團有限公司股權(quán)架構(gòu) 圖25:全球GNSS市場(設(shè)備+服務(wù))規(guī)模2033年將達到582億歐元 圖26:全球GNSS設(shè)備分國家地區(qū)市場規(guī)模 圖27:全球GNSS服務(wù)分國家地區(qū)市場規(guī)模 圖28:全球GNSS設(shè)備年出貨量 圖29:全球GNSS存量設(shè)備規(guī)模 圖30:全球GNSS設(shè)備出貨分行業(yè)領(lǐng)域情況 其他市場占比變化情況(內(nèi)環(huán)2023年，外環(huán)2033年) 圖33:全球GNSS市場2023-2033累計市場產(chǎn)值分布情況 圖34:2023我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)行業(yè)產(chǎn)值超5300億元 圖35:2023我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)多數(shù)主要下游場景出貨量情況顯著好于2022年 圖36:衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)值分行業(yè)占比情況 圖37:細分行業(yè)衛(wèi)星導(dǎo)航與定位產(chǎn)值情況 圖38:衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈價值分布：集成及運營占比高 圖39:北斗行業(yè)應(yīng)用市場分類情況 圖40:北斗行業(yè)應(yīng)用情況 圖42:北斗手表 圖43:智能手機已經(jīng)普遍支持北斗定位 圖44:基于4G/5G北斗三號短報文終端的山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)方案 圖45:我國高精度定位市場規(guī)模超200億元 圖46:高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)鏈 圖47:北斗短報文標準5月28日發(fā)布 4圖48:華為實現(xiàn)雙向北斗衛(wèi)星的核心技術(shù) 圖49:特種領(lǐng)域北斗市場主要參與公司相關(guān)業(yè)務(wù)收入情況 圖50:特種領(lǐng)域北斗市場主要參與公司相關(guān)業(yè)務(wù)收入情況 圖51:2023H1我國農(nóng)機自動駕駛市場競爭格局 圖52:debont農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)組成 圖53:無人駕駛北斗高精度差分定位接收機 圖54:北斗衛(wèi)星無人機導(dǎo)航示意圖 圖55:海格通信北斗行業(yè)市場應(yīng)用 圖56:海格通信北斗時空大數(shù)據(jù)平臺 圖57:海格通信北斗產(chǎn)品矩陣 圖58:北斗星通行業(yè)類芯片及消費類芯片主要產(chǎn)品情況 圖59:北斗星通業(yè)務(wù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)情況 圖60:北斗星通TruePoint定位服務(wù)平臺 圖62:華測導(dǎo)航農(nóng)機自動駕駛方案架構(gòu) 通信/行業(yè)深度圖63:電科芯片2023年業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu) 圖64:北斗短報文通信原理 圖65:司南導(dǎo)航六大核心技術(shù) 圖66:司南導(dǎo)航QuantumⅢ高精度芯片 圖67:中海達部分北斗終端產(chǎn)品 圖68:中海達高精度車載導(dǎo)航方案 表1:GPS系統(tǒng)建設(shè)及推廣商用歷史 7表2:美國GPS項目發(fā)展歷史詳細情況 8 9表4:北斗三號系統(tǒng)服務(wù)功能簡介 表5:北一、北二、北三系統(tǒng)組成及服務(wù)功能對比 表6:四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)民用導(dǎo)航信號體制設(shè)計 表7:四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實際星座PDOP值及在軌服務(wù)衛(wèi)星數(shù)量 表8:四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實際星座PDOP值及在軌服務(wù)衛(wèi)星數(shù)量 表10:時空基準傳遞維持策略與空間信號精度 表11:時空基準傳遞維持策略與空間信號精度 表13:地基增強系統(tǒng)VS星基增強系統(tǒng) 表14:北斗&衛(wèi)星導(dǎo)航重要政策匯總 表15:各細分行業(yè)北斗應(yīng)用情況 1.北斗三號邁入加速建設(shè)期1.1.衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國家重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，獨立自主需求迫切衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個國家重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，獨立自主需求迫切。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是當前社會使用最廣泛、便捷、有效的提供定位、導(dǎo)航、授時等功能的技術(shù)，利用星座在統(tǒng)一時間和坐標系中通過地面站對衛(wèi)星位置與軌道精確測量，通過衛(wèi)星以播發(fā)無線電導(dǎo)航信號為載體，將時空基準信息傳遞給所覆蓋范圍內(nèi)的用戶，可在全球范圍內(nèi)提供連續(xù)、實時、精確的三維導(dǎo)航定位測速等服務(wù)，廣泛應(yīng)斷、國際局勢波詭云譎的背景下，關(guān)乎國家國計民生正常運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基于三球交匯原理，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)可實現(xiàn)對地球表面某處的精確定位。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運行時，導(dǎo)航衛(wèi)星向地面發(fā)射測距信號和導(dǎo)航電文，其中導(dǎo)航電文包含衛(wèi)星位置信息。地球表面的接收機在某一時刻同時接收三顆以上衛(wèi)星信號，測量出用戶接收機至三顆衛(wèi)星的距離，加上通過星歷解算出的衛(wèi)星的空間坐標，可利用距離交會法解算出當前用戶接收機的位置(三顆衛(wèi)星及地球表面即可確定接收機唯一位置)。目前國際上四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，美國GPS、我國的北斗、俄羅斯GLONASS和歐洲Galileo的均采用三球交匯幾何原理實現(xiàn)定位。圖1:衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)三球交匯幾何定位原理示意義231數(shù)據(jù)來源：CSDN、東北證券衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一般由空間段、地面段和用戶段三個部分組成。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由不同類型軌道上運行的若干衛(wèi)星所構(gòu)成的星座組成，空間段負責完成雙頻或多頻導(dǎo)航測距信號以及電文信息的播發(fā)，是銜接地面控制與用戶終端的橋梁；地面段包括主控站、全球或區(qū)域分布的注入站和監(jiān)測站等若干地面站，負責監(jiān)控和維持系統(tǒng)健康，采集、計算和上注導(dǎo)航電文；用戶段包括各類導(dǎo)航信號接收處理NORTHEASTSECURITIESCO.LTD.通信/行業(yè)深度芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等，是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用到各行各業(yè)的主要載體。GEOIGSO空間段MEOMEO星間鏈路星間鏈路MEO注入站地面段主控站監(jiān)測站用戶段GEO為地球靜止軌道；IGSO為傾斜地球同步軌道；MEO為中圓地球軌道。數(shù)據(jù)來源：《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢》、東北證券全球?qū)Ш叫l(wèi)星數(shù)量伴隨GNSS需求增長不斷提升。自動駕駛、移動物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得精準時空信息需求愈發(fā)強烈，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為最重要的時空基礎(chǔ)設(shè)施可廣泛賦能各類智能應(yīng)用場景。目前，各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)累計發(fā)射衛(wèi)星超三百顆，運行衛(wèi)星數(shù)量已達到一百余顆，各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相互并存競爭，通過時空基準、信號體制的創(chuàng)新設(shè)計，實現(xiàn)不同系統(tǒng)的兼容互操作和融合處理。350BDSGalileo0250200300數(shù)據(jù)來源：《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢》、東北證券請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明6/60自1980年代至2017表1:GPS系統(tǒng)建設(shè)及推廣商用歷史年份成就/進展類別1954各種科學機構(gòu)正在審查天基衛(wèi)星的用途；一項研究被提交給NSF前期項目/技術(shù)儲備1955國防部推薦海軍研究實驗室(NRL)科學衛(wèi)星計劃一該計劃后來成為先鋒項目前期項目/技術(shù)儲備先鋒計劃第一顆衛(wèi)星(TV3)發(fā)射嘗試未成功1957蘇聯(lián)發(fā)射斯普特尼克人造衛(wèi)星一號和二號先鋒計劃第一顆衛(wèi)星(TV3)發(fā)射嘗試未成功1958美國在陸軍彈道導(dǎo)彈機構(gòu)的指導(dǎo)下將第一顆衛(wèi)星探索者1號發(fā)射入軌道；先鋒計劃成功發(fā)射先鋒一號衛(wèi)星前期項目/技術(shù)儲備1959約翰霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室開發(fā)交通衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)/Transit前期項目/技術(shù)儲備1963空軍研制導(dǎo)航系統(tǒng)621B系統(tǒng)成立前期項目/技術(shù)儲備1964Timation由海軍研究實驗室建立，由RogerEaston領(lǐng)導(dǎo)前期項目/技術(shù)儲備1968國防部成立指導(dǎo)委員會NAVSEG(導(dǎo)航衛(wèi)星執(zhí)行指導(dǎo)小組)協(xié)調(diào)衛(wèi)星導(dǎo)航工作前期項目/技術(shù)儲備4月，國防部進一步推動協(xié)調(diào)，任命空軍領(lǐng)導(dǎo)一項名為“國防導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(DNSS)”的新項目。DNSS由聯(lián)合項目辦公室(JPO)1973監(jiān)督。NRL仍然參與其中。12月，NAVSTARGPS概念獲得國防系統(tǒng)采購和審查委員會(DSARC)批準。GPS計劃第一階段開始；GPS項目開始旨在確認天基導(dǎo)航的概念。第一顆NAVSTAR衛(wèi)星一-導(dǎo)航技術(shù)衛(wèi)星(NTS)發(fā)射。這是由NRL建造翻新的授時衛(wèi)星。它使用了太空中的第一個原子鐘——銣原子標準。NRL拓展了銫鐘的開發(fā)，以用于未來的衛(wèi)星。發(fā)射/組網(wǎng)進程1977NTS-2衛(wèi)星發(fā)射，將首個銫原子鐘送入太空發(fā)射/組網(wǎng)進程19781978年至1985年間發(fā)射的11顆BlockI衛(wèi)星中的第一顆。發(fā)射/組網(wǎng)進程1983韓國飛機被蘇聯(lián)意外擊落后，里根總統(tǒng)宣布將在系統(tǒng)運行時免費向民飛機開放GPS1985美國政府與私營公司簽訂合同，生產(chǎn)便攜式，GPS接收器。民用拓展美國海岸警衛(wèi)隊承擔起交通運輸部內(nèi)民用GPS服務(wù)領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)的責任。首批五顆GPSBlocklI衛(wèi)星發(fā)射；1989年至1997年發(fā)射了28顆衛(wèi)星，最后19顆是更新版本(BlockIIA)民用拓展美國國防部開始降低非軍事用途的GPS讀數(shù)的準確性，并表示做出這一決定的原因是擔心對手獲得軍事優(yōu)勢。這被稱為選擇性可用性。民用拓展1991GPS首次實戰(zhàn)應(yīng)用在海灣戰(zhàn)爭中，使美國軍隊驗證了其在伊拉克沙漠GPS宣布投入運行并集成到美國空中交通管制系統(tǒng)中。FAA宣布實施WAAS,以提高全球民用用戶在全飛行階段的GPS完整性和可用性。GPS政策/民用拓展冒布GPS星有24顆射1998美國副總統(tǒng)阿爾·戈爾宣布計劃使用GPSIII衛(wèi)星發(fā)送兩個額外信號供民用和飛機使用民用拓展2000美國結(jié)束選擇性可用性，允許更多的商業(yè)GPS使用和創(chuàng)新。民用拓展2001-20039/11襲擊后和伊拉克自由行動期間的戰(zhàn)斗進一步證明了GPS在軍事沖突中的精確度。典型應(yīng)用2004高通成功完成了手機實時輔助GPS測試，該測試允許將蜂窩信號和GPS信號結(jié)合起來以提高定位精度。民用拓展2005第一顆“現(xiàn)代化”GPS衛(wèi)星(IIR-M)發(fā)射，可傳輸?shù)诙€民用信號以增強性能。發(fā)射/組網(wǎng)進程2008美國空軍宣布授予洛克希德：馬丁公司開發(fā)和生產(chǎn)GPSII衛(wèi)星的合同。發(fā)射/組網(wǎng)進程2010俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)完成24顆衛(wèi)星組網(wǎng)并全面投入運行。美國空軍宣布授予雷神公司開發(fā)下一代操作控制系統(tǒng)的合同(0CX)。行業(yè)進展2012北斗實現(xiàn)亞太區(qū)域覆蓋。行業(yè)進展2016歐盟伽利略系統(tǒng)擁有18顆在軌衛(wèi)星，實現(xiàn)了早期運行能力。開2018美國空軍成功發(fā)射首顆GPSII衛(wèi)星，壽命15年發(fā)射/組網(wǎng)進程2019第二顆GPSⅢI衛(wèi)星由SpaceXFalcon9從卡納維拉爾角發(fā)射升空。發(fā)射/組網(wǎng)進程2020北網(wǎng)T業(yè)進展數(shù)據(jù)來源：東北證券整理(1)純軍用需求階段(1984年以前):GPS起源于軍事需求，1958年~1963年美國海軍空軍分別提出Timation計劃項目所有者時間關(guān)鍵技術(shù)能力Vangard美國海軍1955-1959使用太陽能電池為無線電發(fā)射器供電，收集衛(wèi)星軌道以及地球物理信息Tansit美國海軍1959-1996已建立的軌道模式和預(yù)測System621B美國空軍1963-1973開發(fā)“偽隨機噪聲”信號以抵抗干擾Timation美國海軍1964-1973開發(fā)出采用高穩(wěn)定時鐘和時間參考用以定位的被動測距技術(shù)NAVSTARGPS美國空軍，JPO1973至今在GPS衛(wèi)星上安裝原子鐘；發(fā)布民用和軍用信號；地面、控制和空間段保持時序完整性GPS衛(wèi)星型號制造商發(fā)射時期關(guān)鍵技術(shù)能力/提升羅克韋爾國際(波音)1978-1985設(shè)計壽命5年，兩個L波段導(dǎo)航信號，作為概念測試系列羅克韋爾國際(波音)核探測傳感器，設(shè)計運行14天無需與控制部分接觸羅克韋爾國際(波音)1990-1997耐用性改進，設(shè)計可運行180天無需與控制部分接觸；7.5年設(shè)計壽命洛克希德馬丁1997-2004BlocklⅡ的替換衛(wèi)星，設(shè)計壽命為7.5年洛克希德馬丁2005-2009包含軍用信號(M代碼)和新的民用信號(L2C),7.5年設(shè)計壽命波音2010-2011包含第三民用信號(L5)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、12年設(shè)計壽命洛克希德馬丁2014以后包含第四個民用信號(L1C),更高廣播電力、導(dǎo)航增強、改進的互操作性抗干擾能力更強，設(shè)計壽命15年數(shù)據(jù)來源：東北證券整理(3)解除民用限制(1991年~2003年):和商業(yè)社會的極大興趣。1991年7月，美國GPS制造商形成了美國GPS工業(yè)委員沖擊，美國商務(wù)部1991年決定對軍用和民用GPS用戶端設(shè)備進行區(qū)分，并自1991年9月1日起不再對民用GPS設(shè)備出口進行許可證限制。出口限制調(diào)整標志宣布將于2000年取消對GPS民用技術(shù)精度的干擾。1996年7月美國通信委員會(4)全面推廣民用，維持市場競爭優(yōu)勢(2003年至今):NORTHEASTSECURITIESCO.LTD.通信/行業(yè)深度2040206BlockIIRockIIRMkIIF數(shù)據(jù)來源：公開網(wǎng)絡(luò)資料、東北證券數(shù)據(jù)來源：公開網(wǎng)絡(luò)資料、東北證券數(shù)據(jù)來源：公開網(wǎng)絡(luò)資料、東北證券E-911等政策大幅推動GPS規(guī)?；瘧?yīng)用，市場發(fā)展加速于2007年實現(xiàn)爆發(fā)。美國1994財年《國防授權(quán)法》、2006財年《國防授權(quán)法》、2000年《美國法典》及2006年修訂版本，通過約束財政資金的使用，實現(xiàn)了GPS在美軍內(nèi)部的全面推廣，按要求，2007年9月以后購買的所有軍用飛機、艦船、裝甲車輛和間接射擊武器系統(tǒng)都必須配備GPS,否則不再給予升級、采辦經(jīng)費。2011財年《艾克斯凱爾頓國防授權(quán)法》進一步要求，2017財年以后購買的軍用GPS用戶設(shè)備必須具有M代碼功能。E911政策于1996年制定并于1999年修訂，大幅推動了通信公司對GPS的關(guān)注，2006年全美基本實現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)的升級改造。根據(jù)E911政策規(guī)定，在美銷售的所有手機必須具備定位功能。E911的推出對當時的美國移動運營商造成了極大壓力，為達到FCC標準投入了大量資金和研究力量，客觀上推動了GPS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在相關(guān)政策的共同作用下，2007年GPS芯片出貨量比前兩年漲了10倍，GPS芯片價格也從過去的每片50美金左右下降到幾美金，GPS產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式發(fā)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)難點/重點技術(shù)解決方案從衛(wèi)星到地面用戶接收機的準確可靠的測距信號；CDMA通信協(xié)議：為每個衛(wèi)星分配一個不同的代碼，使所有衛(wèi)星能夠在相同的頻率上傳播，而不會相互干擾或數(shù)據(jù)丟失。同時所有的用戶接收機都可以通過準確地測量四顆或更多顆衛(wèi)星的到達時間，進行同步測距。太空適用的原子鐘微型/太空加固的Efratom/Rockwell銣鐘；1980年發(fā)射第五顆GPS衛(wèi)星上FTS銫鐘取得成功，成為第一個具有太空價值的銫鐘穩(wěn)健、使用期長的衛(wèi)星Rockwell國際采用質(zhì)量控制措施(去除易故障/性能不佳部件，監(jiān)控飛行以分析故障)延長壽命衛(wèi)星軌道的精確預(yù)測Transit系統(tǒng)工程師和科學家已開創(chuàng)預(yù)測衛(wèi)星軌道方向的先進技術(shù)，GPS通過優(yōu)化模型，采用太空加固時鐘進一步提高精度實際的用戶接收設(shè)備1983年因韓國007客機事件，美國總統(tǒng)里根承諾GPS民用信號全球可用，打消民用電子公司顧慮，相關(guān)投入大幅增加數(shù)據(jù)來源：公開網(wǎng)絡(luò)資料、東北證券整理據(jù)測算，1984-2017年GPS在私人部門領(lǐng)域累計產(chǎn)生經(jīng)濟價值達13548.3億美元。其中在電信/遠程信息處理/基于位置服務(wù)領(lǐng)域效益最高。從時間維度來看，2000年開始經(jīng)濟效益逐步凸顯，2010年后開始進一步加速指數(shù)級增長。隨著北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和北三應(yīng)用逐步推廣，北斗已開始取代GPS在我國導(dǎo)航定位市場的主導(dǎo)地位并憑借國產(chǎn)高性價比優(yōu)勢向海外拓展，相比GPS,北斗仍具備較大成長空間，將通信/行業(yè)深度1.2.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷史：“三步走”戰(zhàn)略穩(wěn)步推進，北三已形成全球服務(wù)能力圖6:我國北斗系統(tǒng)建設(shè)歷程網(wǎng)網(wǎng)發(fā)射2顆地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星北斗一號系統(tǒng)建成并投入使用一號建設(shè)正式啟動。2000年，北斗一號2顆GEO衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗一號系統(tǒng)建主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。2003年，又發(fā)射了第3顆地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星，創(chuàng)新使用了中高軌混合星座架構(gòu)，2012年完成14顆衛(wèi)星的發(fā)射組網(wǎng)，包括5顆地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛(wèi)星和4顆中圓地球北斗三號2020年實現(xiàn)全球組網(wǎng)。北斗三號系統(tǒng)建設(shè)2009年啟動，2015年3月，首顆北斗三號系統(tǒng)試驗衛(wèi)星發(fā)射。2017年11月，完成北斗三號系統(tǒng)首批2顆中圓地球軌道衛(wèi)星在軌部署，北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)按下快進鍵。2018年12月，完成19顆衛(wèi)星基本星座部署。2020年6月，由24顆中圓地球軌道衛(wèi)星(MEO)、3顆地署。2020年7月，北斗三號系統(tǒng)正式開通全球服務(wù)。北斗三號繼承了有源定位和表4:北斗三號系統(tǒng)服務(wù)功能簡介服務(wù)類型信號/頻段播發(fā)手段定位導(dǎo)航授時B1I、B3IB1C、B2a、B2b3GEO+3IGSO+24MEO3IGSO+24MEO全球范圍全球短報文通信國際搜救上行：L下行：GSMC-B2b下行：SAR-B2b3IGSO+24MEO上行：14MEO下行：3IGSO+24MEO星基增強BDSBAS-B1C、BDSBAS-B2a下行：3IGSO+24MEO中國及周地基增強2G、3G、4G、5G邊地區(qū)精密單點定位PPP-B2b移動通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域短報文通信上行：L數(shù)據(jù)來源：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，東北證券整理 定位導(dǎo)航授時服務(wù)：通過北斗系統(tǒng)衛(wèi)星的B1C、B2a、B2b和B1I、B3I信號提供，用戶通過該服務(wù)可確定自己的位置、速度和時間。全球范圍內(nèi)平均水平定位精度優(yōu)于9米、平均垂直定位精度優(yōu)于10米，測速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時精度優(yōu)于20納秒。 國際搜救服務(wù)：通過符合全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)(COSPAS-SARSAT)標準的406MHz信號和北斗系統(tǒng)的B2b信號，提供具有返向鏈路的SAR服務(wù)。北斗系統(tǒng)與其他中軌衛(wèi)星搜救系統(tǒng)共同組成全球中軌衛(wèi)星搜救系統(tǒng)，為全球用戶提供遇險報警服務(wù)，并通過返向鏈路提供遇險報警確認服務(wù)。該服務(wù)由分布在3個軌道面的6顆搭載有搜救載荷的MEO衛(wèi)星提供。服務(wù)范圍為全球全球范圍地球表面及其向空中擴展50千米高度的近地區(qū)域內(nèi)，信標運動速度小于1馬赫的所有用戶。 全球短報文通信服務(wù)：北斗是全世界唯一同時具備通信+導(dǎo)航功能的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。通過14顆中圓地球軌道衛(wèi)星，為特定用戶提供全球隨遇接入服務(wù)，最大單次報文長度560比特(40個漢字)。中國及周邊地區(qū)區(qū)域服務(wù)： 精密單點定位服務(wù)：通過3顆GEO衛(wèi)星的PPP-B2b信號提供.可使得用戶實現(xiàn)高精度定位，服務(wù)區(qū)域為中國及周邊地區(qū)。水平定位精度高于0.3米、垂直定位精度高于0.6米，收斂時間小于30分鐘?！獏^(qū)域短報文通信服務(wù)：通過3顆GEO衛(wèi)星的L頻段和S頻段信號提供，用戶完成申請注冊后，可獲取點播、組播、通播等模式的短消息通信服務(wù)。單次報文最大長度達到14000比特(約1000個漢字),具備文字、圖片、語音等傳輸能力。——星基增強服務(wù)：創(chuàng)新集成設(shè)計星基增強服務(wù)，通過3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，旨在向中國及周邊地區(qū)用戶提供符合國際標準的I類精密進近服務(wù)，支持單頻及雙頻多星座兩種增強服務(wù)模式，可為交通運輸領(lǐng)域提供安全保障。 地基增強服務(wù)：建成全國地面站一張網(wǎng).通過移動通信向行業(yè)和大眾用戶提供GAS服務(wù)，可實現(xiàn)實時米級、實時分米級、實時厘米級和事后毫米級的高精度表5:北一、北二、北三系統(tǒng)組成及服務(wù)功能對比北斗一號北斗二號北斗三號階段試驗階段區(qū)域組網(wǎng)全球組網(wǎng)啟動時間1994年2004年2009年建成時間2003年2012年2020年衛(wèi)星數(shù)量2顆14顆5GEO+5IGSO+4MEO3GEO+3IGSO+24MEO定位方式有源定位有源定位、無源定位有源定位、無源定位服務(wù)功能定位、單雙向授時、短報文通信定位、測速、單雙向授時、短報文通信面向全球范圍，提供定位導(dǎo)航授時、全球短報文通信(GSMC)和國際搜救(SAR)三種服務(wù)；在中國及周邊地區(qū)，提供星基增強(SBAS)、地基增強(GAS)、精密單點定位(PPP)和區(qū)域短報文通信(RSMC)四種服務(wù)服務(wù)區(qū)域中國及周邊地區(qū)中國及周邊地區(qū)全球范圍定位精度優(yōu)于20米平面10米，高程10水平方向優(yōu)于2.5米，垂直方向優(yōu)于5.0米授時精度單向100納秒雙向20納秒單向50納秒雙向20納秒優(yōu)于20納秒短報文通信120個漢字/次120個漢字/次全球：約40個漢字/次；中國及周邊地區(qū)：約1000個漢字/次測試精度優(yōu)于0.2米/秒優(yōu)于0.2米/秒精密單點定位服務(wù)中國及周邊地區(qū)：水平優(yōu)于20厘米，高程優(yōu)于35厘米，收斂時間15-20分鐘星基增強服務(wù)覆蓋中國及周邊地區(qū)用戶，支持單頻及雙頻多星座兩種增強服務(wù)模式地基增強服務(wù)數(shù)據(jù)來源：北斗利用在中國范圍內(nèi)建設(shè)的框架網(wǎng)基準站和區(qū)域網(wǎng)基準站，面向行業(yè)和大眾用戶提供實時厘米級、事后毫米級定位增強服務(wù)星組成星座，包括3顆GEO衛(wèi)星、3顆IGSO和24顆MEO衛(wèi)星。地面段包括主赤道上空，運動周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，地區(qū)仰角過低帶來的影響，有效緩解北坡效應(yīng)問題。MEO衛(wèi)星軌道高度約21500km,軌道傾角為55度，繞地球旋轉(zhuǎn)運行，通過多顆衛(wèi)星組網(wǎng)可實現(xiàn)全球覆蓋，北斗MEO星座回歸特性為7天13圈。NORTHEASTSECURITIESCO.LTD.通信/行業(yè)深度圖9:全球可視北斗衛(wèi)星顆數(shù)情況(2024-162)EQ\*jc3\*hps70\o\al(\s\up10(°),8)數(shù)據(jù)來源：中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室測試評估研究中心、東北證券混合星座構(gòu)型全球覆蓋突出區(qū)域、功能豐富效費比高。MEO衛(wèi)星全支撐實現(xiàn)全球覆蓋和全球服務(wù)；GEO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星組成的區(qū)域星座，既實現(xiàn)了對亞太區(qū)域良好的幾何構(gòu)型，也可在重點區(qū)域、遮檔區(qū)域等獲得更好的星座性能，顯著增強北斗在重點服務(wù)區(qū)的導(dǎo)航性能。GEO衛(wèi)星除基本定位導(dǎo)航授時服務(wù)外，還承載了區(qū)域短報文通信、精密單點定位、星基增強等服務(wù)功能，MEO衛(wèi)星還承載了全球短報文通信、國際搜救等服務(wù)功能。圖10:北斗三號系統(tǒng)導(dǎo)航星座示意圖數(shù)據(jù)來源：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、東北證券北斗三號是全球首個提供三頻信號服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用雙頻信號可以減弱電離層延遲的影響，使用三頻信號則可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除電離通信/行業(yè)深度B1C、B2a、B2b和B3I五個公開服務(wù)信號。其中B1頻段的中心頻率為系統(tǒng)頻段信號分量中心頻率/MHz調(diào)制方式碼速率Mcps符號速率/spsQMBOC(6,1,4/MBOC(6,1,1/1L1L1OF1602+n*0.5625L2L2OF1246+n*0.4375數(shù)據(jù)來源：《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢》、東北證券要包括在軌可用衛(wèi)星數(shù)量和空間精度衰降因子(PositionDilutionofPrecision,PDOP最小值1.3,平均值1.7處于全球領(lǐng)先水平。表7:四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實際星座PDOP值及在軌服務(wù)衛(wèi)星數(shù)量系統(tǒng)24MEO+3GEO+3IGSONORTHEASTSECURITIESC圖11:四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座平均PDOP值分布(2022年1月1日)(a)GPS(b)GLONASS(c)BDS-3(d)Galileo數(shù)據(jù)來源：《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢》、東北證券表8:四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實際星座PDOP值及在軌服務(wù)衛(wèi)星數(shù)量衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次發(fā)射時間2000年1978年1982年2005年投入使用時間北斗一號：2000年北斗二號：2012年北斗三號：2020年1994年俄羅斯境內(nèi)：2007年全球：2009年2016年軌道構(gòu)型GEO、IGSO、MEO軌道高度GEO:35786mMEO:21528m在軌衛(wèi)星數(shù)量定位精度10m(全球)5m(亞太地區(qū))1m(軍事領(lǐng)域)測速精度0.2m/s(全球)0.1m/s(亞太地區(qū))0.2m/s0.2m/s0.2m/s授時精度20ns(全球)10ns(亞太地區(qū))應(yīng)用領(lǐng)域軍民兩用軍民兩用軍民兩用民用綜合特點短報文功能、精密單點定位、星基增強、系統(tǒng)兼容等實時導(dǎo)航、抗干擾能力強、覆蓋范圍廣、發(fā)展最成熟隱藏性好、抗干擾能力強定位精度高、系統(tǒng)先進數(shù)據(jù)來源：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)網(wǎng)、頭豹研究院、東北證券整理1.3.1.北斗系統(tǒng)憑借混合星座特點及體制優(yōu)勢集成北斗短報文通信實現(xiàn)通導(dǎo)一體北斗系統(tǒng)通過有源定位RDSS獨家實現(xiàn)短報文功能及通導(dǎo)結(jié)合。北斗短報文SMS服務(wù)，分為向亞太區(qū)域用戶提供的SMS和向全球用戶提供的SMS服務(wù)。其中區(qū)域SMS采用RDSS體制，用戶無法獨立完成距離解算，需要向GEO衛(wèi)星發(fā)出定位請求和信息，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面中心，地面中心完成用戶位置解算，并將位置和相關(guān)信息通過衛(wèi)星回傳給用戶。RDSS采用有源體制，用戶容量受限，北斗三號對區(qū)域SMS服務(wù)容量進行了大幅擴展。手持終端發(fā)送短報文時，當前位置信息可同時發(fā)17/60的傳輸時延約0.5秒，通訊的最高頻度也是1秒1次。圖12:廣義RDSS體制用戶機圖13:RDSS+報文通信體制示意圖MEO/IGSO衛(wèi)星廣義RDSS體制：用戶機接收一顆GEO衛(wèi)星播發(fā)的RDSS信號和RNSS1信號，同時接收至少一顆MEO或IGSO衛(wèi)星的RNSS2信號。用戶機測量RNSS2相對服務(wù)，單次短報文最大長度可達14000比特，約1000漢字。全球短報文通信服務(wù)利用14顆MEO衛(wèi)星實現(xiàn)覆蓋全球的報文通信服務(wù)，單次短報文最大長度為560表9:北斗二號/三號短報文通信服務(wù)能力對比項目北斗二號北斗三號覆蓋范圍中國及周邊地區(qū)區(qū)域短報文：全球短報文：全球范圍通信容量一般三級民用卡78字節(jié)國內(nèi)：1000個漢字/14000比特；國外：40個漢字1560比特通信頻度應(yīng)急救援：60秒/次其他民用：300秒/條應(yīng)急救援：1-60秒/條；其他民用：30-60秒/條；物聯(lián)網(wǎng)：300秒/條頻段區(qū)域：同北二，上行L下行S全球：上行L頻段，下行GSMC-B2b頻段(1207.114MHz)服務(wù)衛(wèi)星下行(5顆GEO、退役2顆、服役3區(qū)域：上下行3顆GEO,服務(wù)容量1000萬次/小時；全球：上行L14顆MEO服務(wù)容量30萬次/小時，下行3顆IGSO和24顆MEO服務(wù)容量20萬次/小時通信信號頻段終端發(fā)射功率支持注冊用戶數(shù)100萬民用：前期200萬臺，規(guī)劃1000萬臺；軍用：100萬臺互聯(lián)互通成功率轉(zhuǎn)發(fā)時延優(yōu)于30s,轉(zhuǎn)發(fā)成功率優(yōu)于99.9%定位精度數(shù)據(jù)來源：北斗衛(wèi)星導(dǎo)水平20m,高程20m水平10m,高程10m北斗短報文具備抗干擾能力強、快速響應(yīng)、性價比高等優(yōu)勢，非常適合在應(yīng)急通信、搜索救援等應(yīng)用場景。相比于傳統(tǒng)的移動通信方式，北斗三號短報文系統(tǒng)具有高可靠性、廣覆蓋、低成本等優(yōu)勢，尤其是在偏遠地區(qū)或災(zāi)難情況下，更能夠保證通信的安全和穩(wěn)定性。利用北斗短報文，用戶可在沒有蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)的地方通過在手機或者其他終端設(shè)備上輸入短信內(nèi)容，經(jīng)由北斗三號衛(wèi)星實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的短信發(fā)送和接收，可在不換卡、不換號、不增加外設(shè)的情況下實現(xiàn)大眾手機星地融合通信。北斗三號短報文系統(tǒng)不僅可以用于日常通信和緊急救援，還可以應(yīng)用于交通運輸、漁業(yè)、林業(yè)、氣象和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，實現(xiàn)對物品、車輛、動植物等的定位、跟蹤和監(jiān)測。此外，北斗三號短報文系統(tǒng)還支持多種數(shù)據(jù)類型的傳輸，包括語音、圖像等。圖14:北斗短報文(全球)通信原理BB2b下行日數(shù)據(jù)來源：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、東北證券圖15:北斗短報文通信流程示意圖數(shù)據(jù)來源：釩星物聯(lián)網(wǎng)、東北證券19/60NORTHEASTSECURITIESCO.LTD.通信/行業(yè)深度北斗衛(wèi)星北斗衛(wèi)星手機監(jiān)控平臺現(xiàn)場端(無公網(wǎng)信號)公網(wǎng)基站用戶監(jiān)控機房數(shù)據(jù)來源：智能感知與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究所、東北證券1.3.2.北斗系統(tǒng)為我國提供可靠精準的授時服務(wù)，保障國計民生正常運行授時系統(tǒng)是實現(xiàn)時頻統(tǒng)一的重要手段，是高精度導(dǎo)航定位、保障國際民生重要領(lǐng)域正常運行的關(guān)鍵系統(tǒng)。授時系統(tǒng)負責將標準時頻信號發(fā)播給用戶，用戶接收到標準信號之后再對本地的時間信號進行較準。授時技術(shù)是實現(xiàn)不同平臺、不同系統(tǒng)以及不同用戶終端之間時頻統(tǒng)一的重要手段。即使是高精度的守時時鐘組也會因為環(huán)境和自身老化等原因?qū)е聲r間漂移，需要定期或者不定期的與時頻基準實驗室進行比對(如中國的國家授時中心NTSC,美國標準局NIST等)。電力、金融、電信等與國家安全和人民利益息息相關(guān)的重要領(lǐng)域?qū)r間系統(tǒng)的同步性都有著很高的要求，采用GPS授時存在受制于人的安全隱患，隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和北斗授時技術(shù)的快速發(fā)展，北斗授時產(chǎn)品逐步替代GPS產(chǎn)品。授時技術(shù)主要包括短波授時、長波授時、網(wǎng)絡(luò)授時和衛(wèi)星授時。其中衛(wèi)星導(dǎo)航授時具有精度高、覆蓋范圍廣、全天時、全天候和設(shè)備成本低等諸多優(yōu)點，越來越受到各類用戶的青睞。長波授時授時精度為微秒量級，其中地波是大地傳到無線電。天波屬電離層反射。地波信號穩(wěn)定，可靠性較高；天波受天氣影響大，授時性較低。短波授時精度大概1-3毫秒，天波的波動受到天氣很大影響。低頻時碼屬于長波授時，其穩(wěn)定度相較于長波的天波較好，一般用于區(qū)域性傳輸。GPS、北斗等衛(wèi)星系統(tǒng)通過內(nèi)部時鐘，通過電磁波從太空輻射傳輸，可實現(xiàn)全球覆蓋，授時精度高、覆蓋范圍廣、使用方便。網(wǎng)絡(luò)中的多個時間服務(wù)器內(nèi)致的原子鐘或者高溫晶振，NTP、PTP等方式，也可以實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸。光纖傳輸屬于特殊的網(wǎng)絡(luò)授時，基于光信號的傳輸利用光纖網(wǎng)絡(luò)進行授時傳輸，授時精度可以達到納秒甚至皮秒量級，高精度，傳輸損耗低、隔絕噪聲、分布廣泛。請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明20/60圖17:常見授時體系守時系統(tǒng)守時系統(tǒng)頻率源(鐘)表10:時空基準傳遞維持策略與空間信號精度現(xiàn)代授時方式同步精度覆蓋范圍授時終端長波授時1微秒天地波結(jié)合約3000千米長波接收機短波授時1毫秒超3000千米短波接收機(收音機)低頻時碼授時10微秒與長波類似電波鐘表網(wǎng)絡(luò)授時10微秒網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域計算機、智能手機衛(wèi)星授時(北斗)10納秒全球衛(wèi)星系統(tǒng)接收機(北斗接收機)數(shù)據(jù)來源：中科院物理所、東北證券主實現(xiàn)定時功能，授時終端接收衛(wèi)星廣播的導(dǎo)航電文(導(dǎo)航電文之中包含時間基RDSS雙向授時：雙向授時設(shè)備具備出站信號接收和應(yīng)答發(fā)射入站信號的能力，通過與地面中心站進行往返測量，由中心站獲得授時終端與地面中心站的時間差值，可以避免授時終端天線位置誤差、電離層/對流層改造殘差等諸多不確定因素引起的單向授時偏差，相對于RDSS單向授時，雙向授時具有較高的授時精度。RDSS雙向授時由授時終端發(fā)起授時申請，授時終端與地面中心站進行交互，向地面中心站發(fā)送定時申請，地面中心站計算其與授時終端的時間差，并通過出站信號播發(fā)給該授時終端，授時終端返回的正向傳播時延信息T正向及出站電文獲得的RDSS系統(tǒng)時間與UTC時間差值△T(GNT-UTC),修正本地時間使其與UTC時間同圖18:金融中心北斗雙模授時設(shè)備應(yīng)用簡圖9北斗衛(wèi)星GPS衛(wèi)星機房機房網(wǎng)線客戶端設(shè)備客戶端設(shè)備數(shù)據(jù)來源：同步天下、東北證券衛(wèi)星單向授時相對較為常見，可滿足大部分中低精度授時要求。GPS導(dǎo)航的基本原理是通過用戶終端實時與衛(wèi)星終端進行導(dǎo)航電文的交互，通過定位計算方法，實時的更新用戶的位置信息并規(guī)劃路徑指引行進方向，需要利用到時鐘記錄的時間、電文收發(fā)的時間戳信息形成位置信息。衛(wèi)星單向授時較為常見，人們平時使用的手機GPS授時導(dǎo)航定位、北斗授時定位、車載GPS授時導(dǎo)航定位以及能接收軍碼的軍用設(shè)施授時定位都是衛(wèi)星單向法的典型應(yīng)用。衛(wèi)星單向授時能夠滿足大多數(shù)中低同步精度的要求，應(yīng)用最為廣泛。北斗授時終端中，利用所接收導(dǎo)航信號解算的高精度時間信息綜合實現(xiàn)NTP、B碼、PTP和串口等的高精度授時服務(wù)。B碼是其中一種應(yīng)用最為廣泛的專用時間碼，其特點是速率適中、編碼信息量豐富、通用規(guī)范及使用靈活方便?；诒倍肥跁r的B碼終端在靶場測量、控制、計算、通信、氣象和電力等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。原子鐘是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)高精度時空基準的關(guān)鍵核心部件。當前時空基準均建立在地面，各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)依靠地面全球或區(qū)域監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)精確測定導(dǎo)航星座衛(wèi)星的軌道和鐘差，并通過空間段衛(wèi)星播發(fā)廣播星歷和鐘差(包含在導(dǎo)航電文中)實現(xiàn)高精度時空基準向用戶的傳遞。為實現(xiàn)衛(wèi)星時間對系統(tǒng)基準時間的精確預(yù)報，導(dǎo)航衛(wèi)星均配置了星載原子鐘，主要包括銣原子鐘、銫原子鐘和被動型通信/行業(yè)深度衛(wèi)星上均配置了被動型星載氫鐘，其典型頻率穩(wěn)定度和漂移率分別達到5×10^-表11:時空基準傳遞維持策略與空間信號精度系統(tǒng)廣播星歷和鐘差確定方式更新頻度衛(wèi)星星載原子鐘原子鐘天穩(wěn)空間信號GPS地面全球監(jiān)測站LNAV:2CNAV:3h銣鐘銫鐘、銣鐘增強型銣鐘5×10^-14,1×10^-1410^-15量級GLONASS地面全球監(jiān)測站M,M+K1+銫鐘銫鐘、銣鐘銫鐘、銣鐘Galileo地面全球監(jiān)測站鐘差：10min軌道：3h銣鐘、被動氫鐘BDS地面區(qū)域監(jiān)測站地面區(qū)域監(jiān)測站+星間鏈路BDS-2MEO/IGSO/GEOBDS-3銣鐘銣鐘、被動氫鐘GEO數(shù)據(jù)來源：《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢》、東北證券圖19:衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展示意圖網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)位(PPP)類型技術(shù)體制服務(wù)區(qū)信息播發(fā)增強效果用戶特點播發(fā)方式信息格式精度完好性功率完好性增強SBAS廣域星基RTCA協(xié)議；信息速率250bps米級已實現(xiàn)APV-I無高無GBAS局域地基或電臺議；信息速率250亞米級已實現(xiàn)無高無高精度增強PPP全球星基或互聯(lián)網(wǎng)RTCM等協(xié)議；信息速率250~4000bps厘米級無無低星基、地廣域基或互聯(lián)網(wǎng)RTCM等協(xié)議；信息速率250~4000bps厘米級無無低分鐘級RTK局域地基、互聯(lián)網(wǎng)或電臺議；信息速率厘米級無無低數(shù)秒～數(shù)十秒功率增強增強低軌通導(dǎo)融合廣域全球星基低軌星基同導(dǎo)航電文短脈沖數(shù)據(jù)SBD協(xié)議；符號速率25無m無增強無增強低數(shù)據(jù)來源：《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢》、東北證券系統(tǒng)在頂層設(shè)計上將SBAS、PPP納入系統(tǒng)六大星基服務(wù)，通過GNSS星座的圖20:常用導(dǎo)航定位系統(tǒng)對比無限制。地基增強系統(tǒng)利用差分技術(shù)，通過基站向周邊用戶(20~30km范圍)廣地基增強系統(tǒng)星基增強系統(tǒng)定位原理相對定位絕對定位通訊方式網(wǎng)絡(luò)、雙向傳輸衛(wèi)星、單向傳輸覆蓋范圍局域全球初始化速度定位精度快，10秒慢，20分鐘用戶數(shù)量有限制無限制需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸無限制面的信號功率將比中高軌衛(wèi)星高出30dB(即1000倍)。更強的落地信號功率可在度、實現(xiàn)精密定位。因此，傳統(tǒng)高精度定位的收斂時間一般為15更長，幾何構(gòu)型變化快。低軌衛(wèi)星運行1分鐘，約相當于目前中軌衛(wèi)星運行20分圖21:天基監(jiān)測與地面監(jiān)測2.北斗產(chǎn)業(yè)端需求驅(qū)動：規(guī)模化應(yīng)用關(guān)鍵階段，有望實現(xiàn)存量替代+增量高滲透2.1.導(dǎo)航系統(tǒng)作為提供基本時空基準的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施受到國家高度重視，政策催化/頂層設(shè)計不斷推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是為各行各業(yè)提供基本時空基準的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，國家在政策端高度重視，推動產(chǎn)業(yè)化進程不斷向前?！妒奈逡?guī)劃和2035年遠景目標綱要》中明確提出，要深化北斗系統(tǒng)推廣應(yīng)用，推動北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，實施北斗產(chǎn)業(yè)劃重大工程?！笆奈濉币詠?，國家各部委發(fā)布的北斗相關(guān)規(guī)劃和政策措施超過80項，大力推動北斗在能源、通信、金融、民航、鐵路、水運、衛(wèi)生與健康等重點行業(yè)的廣泛應(yīng)用和深度融合，促進北斗在大眾領(lǐng)域的應(yīng)用拓展，推動北斗應(yīng)用服務(wù)的規(guī)?；?、市場化發(fā)展，已出臺與衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)的政策法規(guī)1000余件。北斗國家標準的不斷完善，對北斗系統(tǒng)高性能建設(shè)、高質(zhì)量應(yīng)用推廣、高效益產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到了重要支撐作用。圖23:十四五全面推進北斗應(yīng)用五平臺四體系四體系五平臺五平臺四體系四體系五平臺應(yīng)急服務(wù)平臺要全面推進應(yīng)急服務(wù)平臺完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)全球完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系四體系四體系四體系四體系五平臺五五平臺五平臺健全產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系構(gòu)建融合健全產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系基于北斗的綜合時空信息業(yè)務(wù)管理平臺0應(yīng)用支撐平臺請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明請務(wù)必閱讀正文后的聲明及說明29/60發(fā)布時間發(fā)布單位政策名稱主要內(nèi)容2024年1月工信部等七部門《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》聚焦空天、深海、深地等領(lǐng)域，研制載人航天、探月探火、衛(wèi)星導(dǎo)航、臨空無人系統(tǒng)、先進高效航空器等高端裝備。2023年2月中共中央、國務(wù)院《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》規(guī)劃提出建設(shè)綠色智慧的數(shù)字生態(tài)文明，推動生態(tài)環(huán)境智慧治理，加快構(gòu)建智慧高效的生態(tài)環(huán)境信息化體系，到2025年，基本形成橫向打通、縱向貫通、協(xié)調(diào)有力的一體化推進格局，數(shù)字化發(fā)展水平進入世界前列。2022年3月國務(wù)院《“十四五”國家應(yīng)急體系規(guī)劃》穩(wěn)步推進衛(wèi)星遙感網(wǎng)建設(shè)，開發(fā)應(yīng)急減災(zāi)衛(wèi)星綜合應(yīng)用系統(tǒng)和自主運行管理平臺，推動空基衛(wèi)星遙感網(wǎng)在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)、應(yīng)急救援管理中的應(yīng)用。2022年1月工信部《關(guān)于大眾消費領(lǐng)域北斗推廣應(yīng)用的若干意見》明確提出了要提升北斗用戶體驗和競爭優(yōu)勢，將大眾消費領(lǐng)域打造成為北斗規(guī)?；瘧?yīng)用的動力引擎，并劃定了“智能終端”、“車載終端”“共享兩輪車個重點應(yīng)用領(lǐng)域。2022年1月國務(wù)院《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》促進北斗系統(tǒng)推廣應(yīng)用。完善交通運輸北斗系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，健全北斗地基增強網(wǎng)絡(luò)，提升北斗短報文服務(wù)水平。穩(wěn)步推進北斗系統(tǒng)在鐵路、公路、水路通用航空、城市公共交通以及全球海上航運、國際道路運輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用，推動布局建設(shè)融合北斗技術(shù)的列車運行控制系統(tǒng)，開展民航業(yè)北斗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范。2021年12月工信部等《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》規(guī)劃明確要建設(shè)智能制造示范工廠，面向航空航天裝備、集成電路等行業(yè)，支持智能制造應(yīng)用水平高、核心競爭優(yōu)勢突出、資源配置能力強的龍頭企業(yè)建設(shè)供應(yīng)鏈協(xié)同平臺；2021年12月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《“十四五”全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展規(guī)劃》規(guī)劃提出，農(nóng)作物耕種收綜合機械化率將達到75%,要求大力推進農(nóng)用北斗終端產(chǎn)品在農(nóng)機上的應(yīng)用，覆蓋農(nóng)機不少于50萬臺，要求綜合運用北斗、50物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，推進農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)管理平臺建設(shè)，提升農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)狀況動態(tài)監(jiān)測、農(nóng)機作業(yè)指揮遠程調(diào)度和應(yīng)急處理水平。2021年11月中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)委員《2021至2025年中俄衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作路線保障北斗和格洛納斯系統(tǒng)間的創(chuàng)親融合發(fā)展，進一步擴大兩系統(tǒng)合作領(lǐng)域，豐富合作內(nèi)容，促進兩系統(tǒng)合作提質(zhì)升級等提供了規(guī)劃指導(dǎo)，將更好地實現(xiàn)兩系統(tǒng)優(yōu)勢互補和融合發(fā)展，進一步推動中俄衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作項目務(wù)實深入開展。2021年10月交通運輸部《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》重點提到探索北斗系統(tǒng)在車路協(xié)同、港口作業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用。車路協(xié)同需要人-車-路-云”的高度協(xié)同，北斗高精度時空服務(wù)可實現(xiàn)人、車、路的全覆蓋，是實現(xiàn)高度協(xié)同的基礎(chǔ)先決條件。在當前國家大力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的背景下，車路協(xié)同將成為北斗應(yīng)用的重要新興領(lǐng)域。2021年9月交通部《交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案(2021-2025年)》深化北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用。深化交通運輸領(lǐng)域北斗系統(tǒng)高精度導(dǎo)航與位置服應(yīng)用，建設(shè)北斗全球海上遇險與安全支持系統(tǒng)，深化北斗全球航運示范應(yīng)用，完善北斗兼容的全球中軌衛(wèi)星搜救地面支持系統(tǒng)。2021年8月市場監(jiān)督總《關(guān)于開展北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品認證工作的實施意根據(jù)《實施意見》,北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品認證工作的基本原則為“統(tǒng)一管理、共同實施、政府引導(dǎo)、市場運行”,實行統(tǒng)一的認證目錄、認證規(guī)則和認證標志。市場監(jiān)管總局加強認證工作的組織實施和監(jiān)督管理，并會同北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展有關(guān)主管部門加大認證結(jié)果采信力度。深化北斗系統(tǒng)推廣應(yīng)用，推動北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；面向服務(wù)《中華人民共和國國民國家重大戰(zhàn)略，實施北斗產(chǎn)業(yè)化等重大工程；設(shè)置“北斗產(chǎn)業(yè)2021年3月全國人大經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠化應(yīng)用”專欄，提出突破通信導(dǎo)航一體化融合等技術(shù)，建設(shè)北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺，在通信、金融、能源、民航等行業(yè)開展景目標綱要》典型示范，推動北斗在車載導(dǎo)航、智能手機、穿戴設(shè)備等消費領(lǐng)域市場化規(guī)?；瘧?yīng)用。2021年2月國務(wù)院《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》推動衛(wèi)星通信技術(shù)、新一代通信技術(shù)、高分遙感衛(wèi)星、人工智能等行業(yè)應(yīng)用，打造全覆蓋、可替代、保安全的行業(yè)北斗高精度基礎(chǔ)服務(wù)網(wǎng)，推動行業(yè)北斗終端規(guī)?；瘧?yīng)用。數(shù)據(jù)來源：各政府部門官網(wǎng)、中商產(chǎn)業(yè)研究院、東北證券產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)企查查信息，中國時空信息務(wù)、衛(wèi)星通信服務(wù)、大數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)處理和存儲支持服務(wù)、數(shù)據(jù)處理服務(wù)等。為中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司(55%)、中國兵器工業(yè)集團有限公司(25%)、中國公司成立后的4月25日，河北雄安新區(qū)召開2024中關(guān)村論壇雄安空天產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論導(dǎo)優(yōu)勢，擬謀劃布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、時空信息服務(wù)(北斗)、空天飛行器3大賽道。2.2.北斗應(yīng)用場景不斷拓寬推動衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展2.2.1.全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場以消費場景為主，農(nóng)林業(yè)及鐵路細分市場增速較快全球GNSS市場規(guī)模廣闊，2033年市場空間將達到582億歐元，年均復(fù)合增長率8.31%。根據(jù)EUSPA報告，2023年全球GNSS設(shè)備市場空間規(guī)模為71億歐元，至2033年將增長至119億美元，年均復(fù)合增長率為5.30%。2023年全球GNSS設(shè)備市場分地區(qū)來看，亞太地區(qū)占比最高，為34%,其次為北美(28%)和歐洲 (23%)。GNSS服務(wù)市場規(guī)模為設(shè)備市場的2-3倍，且增速快于設(shè)備市場。據(jù)EUSPA數(shù)據(jù)，2023年全球GNSS服務(wù)市場空間規(guī)模為191億歐元，至2033年將增長至463億美元，年均復(fù)合增長率為9.26%。2023年全球GNSS服務(wù)市場分地區(qū)來看，亞太地區(qū)占比最高，為40%,其次為北美(23%)和歐洲(17%)。綜合設(shè)備及服務(wù)市場來看，全球GNSS市場規(guī)模有望從2023年的262億歐元增至2033年的582億歐元，年均復(fù)合增長率8.31%,分地區(qū)來看，中東&非洲、拉丁美洲和亞太地區(qū)增速最快，中東&非洲市場規(guī)模有望從2023年的22億歐元增至2033年的70億美元，CAGR達10.98%;拉丁美洲地區(qū)市場規(guī)模有望從2023年的12億歐元增至2033年的34億美元，CAGR為10.98%;亞太地區(qū)有望從2023年的101億歐元增至2033年的252億歐元，CAGR為9.57%。圖25:全球GNSS市場(設(shè)備+服務(wù))規(guī)模2033年將達到582億歐元單位：億歐元■歐洲■北美■拉丁美洲■俄羅斯&非歐盟■亞太■中東&非洲單位：億歐元■歐洲■北美■拉丁美洲■俄羅斯&非歐盟■亞太■中東&非洲0數(shù)據(jù)來源：EUSPA、東北證券2620NORTHEASTSECURITIESCO.LTD.通信/行業(yè)深度圖26:全球GNSS設(shè)備分國家地區(qū)市場規(guī)模圖27:全球GNSS服務(wù)分國家地區(qū)市場規(guī)模■中東&非洲463500654003002007702033拉丁美洲20234002003005000全球GNSS設(shè)備存量規(guī)模巨大，年出貨量穩(wěn)步增長，2033年全球GNSS設(shè)備年出貨量預(yù)計將達到22億臺套。根據(jù)EUSPA數(shù)據(jù)，2023年全球GNSS設(shè)備出貨量為16億臺套，預(yù)計至2033年將增長到22億臺套，CAGR為3.2%;從存量角度來看，2023年全球存量GNSS設(shè)備達56億臺套，預(yù)計至2033年將增至90億臺套，年均復(fù)合增長率約為4.9%。圖28:全球GNSS設(shè)備年出貨量圖29:全球GNSS存量設(shè)備規(guī)模分市場來看，消費、旅游和健康市場GNSS設(shè)備出貨量占據(jù)絕大部分份額，鐵路及農(nóng)林業(yè)增速較快。GNSS下游應(yīng)用場景廣闊，受手機、電腦、手表等消費電子設(shè)備基數(shù)龐大影響，消費、旅游和健康市場GNSS設(shè)備出貨量最大，為GNSS設(shè)備出貨主要領(lǐng)域，占據(jù)GNSS設(shè)備一年出貨量的89%。其次為道路汽車領(lǐng)域，乘用車及商用車的車載導(dǎo)航均用到導(dǎo)航設(shè)備。剩余其他細分市場中，航空及無人機占比較高。鐵路及農(nóng)林業(yè)未來增速較快，預(yù)計2023