通信行业北斗与高精度系列报告之一：全球组网完成，三大应用市场开启

中信证券研究部2020年8月21日北斗与高精度系列报告之一全球组网完成，三大应用市场开启顾海波 首席通信分析师梁程加 通信高级分析师陈俊斌 首席制造产业分析师联系人：陈卓目录CONTENTS11. 北斗：大国之重器，自主可控典范2. 产业链：国产替代趋势明显3. 规模：北斗千亿市场成长加速4. 行业市场分析：从高精度测绘走向万物互联5. 军用市场分析：百亿北斗军用市场起航6. 消费市场分析：汽车和个人导航7. 投资建议8. 风险因素mRrNsQvNyQ9PcM7NmOqQnPqQeRpPyQlOnPmN8OrQqOxNsRtRxNtQqQ2北斗：国之重器，肩负民族使命北斗卫星年发射个数维护国家主权，建成自己的卫星定位导航系统 1985年，陈芳允院士提出了用两颗地球同步轨道卫星开展双星定位的猜想 1989年，双星系统得到验证，可以实现精度30米的定位 1991年海湾战争到2003年伊拉克战争，美军在一系列军事行动中展示了GPS在现代战争中的降维打击能力。从国防安全角度来看，建成北斗具有急迫性北斗发展的初衷：建成中国自己的卫星导航系统，北斗发展的定位也是全面对标GPS成为全球的北斗资料来源：北斗卫星导航系统官网，中信证券研究部·2001000201536004321810202468101214161820200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020北斗卫星发射个数2000.10-2007.2四颗北斗导航实验卫星2000年，北斗一号系统建成2012年，北斗二号系统建成2017.11开启北斗三号系统密集发射2020年，北斗三号系统建成32020年北斗三号系统组网完成，后发优势技术领先北斗三号卫星导航系统领先特点2017-2020年，北斗三号系统进行超高密度发射，这一阶段发射卫星32颗2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功资料来源：北斗卫星导航系统官网，中信证券研究部·北斗三号特点作用混合星座设计由GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星三种轨道卫星组成。GEO卫星相对地球静止，IGSO卫星轨道高度与GEO卫星相同但轨道倾角为55度，北斗MEO卫星轨道高度约21500km，轨道倾角为55度。混合星座设计，既能实现全球覆盖、全球服务，又可为亚太大部分地区用户提供更高性能的定位导航授时服务“三频服务”信号体制北斗系统是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统（GPS是双频信号，这是北斗的后发优势）。使用双频信号可以减弱电离层延迟的影响，而使用三频信号可以构建更复杂模型消除电离层延迟的高阶误差融合导航与通信功能具备基本导航、短报文通信、国际搜救、星基增强和精密单点定位等多种服务能力，系统功能高度集成，实现了集约高效。高精度和可靠度的原子钟北斗三号卫星上采用了我国自主研发的更高稳定度、更小漂移率的新型高精度铷原子钟和氢原子钟，实现了卫星时频基准性能指标的大幅提高星载产品自主可控北斗三号在关键元器件和部件产品方面开展国产化攻关，从根本上解决制约工程建设的瓶颈问题我国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统和重要空间基础设施，旨在为全球用户提供全天候、全天时的高精度定位、导航、授时和短报文通信服务北斗卫星导航系统（BDS，BeiDouNavigation Satellite System）4北斗三步走战略北斗系统“三步走战略”北斗一号北斗二号北斗三号启动1994年2004年2009年完成2000年2012年2020年卫星数量3颗（3GEO）14颗（5GEO+5IGSO+4MEO）30颗（3GEO+3IGSO+24MEO）注：GEO——地球静止轨道卫星IGSO——倾斜地球轨道卫星MEO——中圆地球轨道卫星服务对象中国用户亚太用户全球用户定位精度<20米<10米全球<10米，亚太<5米北斗三号全球卫星导航系统星座部署提前完成2020年6月23日，北斗系统第五十五颗导航卫星暨北斗三号最后一颗卫星成功发射目前，北斗的服务由北斗二号系统和北斗三号系统共同提供，未来将过渡到北斗三号为主授时精度<100ns<50ns<20ns资料来源：央视新闻、北斗卫星导航系统官网，中信证券研究部·5北斗是全球第三个成熟的GNSSGNSS（Global Navigation Satellite System）——全球导航卫星系统 定义：GNSS是能在地球表面或近地空间的任何地点，为用户提供全天候的三维坐标、速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统 作用：获取三维坐标、速度、时间信息（PVT：Position Velocity and Time）北斗系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统速度、精度和误差是衡量GNSS优劣的标准全球导航卫星系统一览资料来源：北斗卫星导航系统官网、中信证券研究部衡量GNSS优劣的指标速度精度误差从启动定位设备到首次正常定位所需的时间估算位置与实际位置之间的差异包括可消除误差（星历误差、卫星钟误差等）传播延迟误差、接收机固有误差高精度高误差低精度低误差资料来源：鲜枣课堂6四大全球卫星定位导航系统资料来源：北斗卫星导航系统官网，中信证券研究部世界四大全球卫星导航系统名称北斗GPSGLONASSGalileo所属国家中国美国俄罗斯欧盟建设进展2020年6月完成北斗三号系统星座部署1994年GPS系统建成，目前研制第三代GPS目前轨道星座拥有27颗卫星计划2020年将30颗卫星发射完毕卫星星座数目35颗（27MEO+3IGSO+5GEO）32颗MEO24颗MEO30颗MEO服务对象军民两用军民两用军民两用主要民用定位精度军用1米，民用10米军用1米，民用10米民用10米民用1米授时精度20ns30ns民用50ns-测速精度0.2m/s民用0.1m/s民用0.2m/s-特点安全性强，精度高，支持短报文通信发展成熟、精度高，但受美国控制建设较早，但受国内经济部分拖累建设受英国脱欧与欧盟复杂管理影响，精度高但受美国控制7北斗星基增强与短报文服务成为独特亮点北斗三号卫星导航系统功能及相对其他定位系统存在的优势资料来源：北斗卫星导航系统官网，中信证券研究部·RNSS卫星无线电导航服务SBAS星基增强服务PPP精密单点定位SMS短报文通信服务SAR国际搜救服务北斗GPSGLONASSGalileo√ √√√√ ×××√ ××√√ ×××√ √√√全球四大卫星导航系统功能差异北斗卫星导航系统五大功能包括基本的定位、测速和授时服务基本的定位、测速和授时服务，是卫星导航的基本服务全球优于10米，亚太优于5米为民航提供更高精度、更高完好性的导航服务提供静态厘米级、动态分米级的高精度服务可为用户机之间、用户机与地面中心站之间提供每次最多120个汉字或1680比特的短报文通讯服务利用MEO卫星为全球用户提供服务 ，北斗系统将有6颗卫星搭载搜救载荷海上渔船通信；汶川地震通信反向链路向遇险人员反馈高轨卫星，一体化提供服务仅北斗和伽利略系统提供PPP主要内容81. 北斗：大国之重器，自主可控典范2. 产业链：国产替代趋势明显3