通信行业深度报告：北斗导航：产业/功能/政策齐推进，北斗规模应用开启

证券研究报告通信行业/行业深度报告领先大市（维持） 2024年12月18日 北斗导航：产业/功能/政策齐推进，北斗规模应用开启 通信行业深度报告 分析师：宋辰超S0910524100001 本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 北三组网完成，应用/功能/政策齐推进。①组网完成，全球覆盖的高精度定位、导航与授时服务已全面实现；②功能迭代升级，服务更多应用场景；③国家政策导向，产业应用效果初现。 卫星导航产业链完备。①总体架构完备，多方公司支撑；②星基地基作基础，定位精度升级；③铷原子钟与芯片作为上游开发，中游RTK提供高精度支持，下游北斗应用服务行业落地。 千亿市场规模，产业应用服务逐步渗透。①卫星导航与位置服务产业发展势头良好，23年北斗产值超五千亿；②低空经济：北斗助力智能化与安全发展；③星地融合6G：空间信息产业创新发展； ④北斗技术创新：全球搜救服务与探空技术升级。 建议关注标的：海格通信、北斗星通、司南导航、振芯科技、天奥电子、华测导航、电科芯片 1 “北斗”组网完成，应用/功能/政策齐推进 目录 contents 2 星地两类增强系统融合，上中下游产业完备 3 千亿产业市场激活，多行业/场景/服务逐步渗透 4 建议关注标的 第一步，到2000年底，建设完成北斗一号系统。初步满足了中国及周边区域的定位、导航、授时需求，实现卫星导航从无到有，使中国成为继美国、俄罗斯之后第三个拥有卫星导航系统的国家。 第二步，到2012年底，建设完成北斗二号系统。实现了从有源定位到无源定位，定位精度大幅度提升，区域导航能够覆盖亚太地区。 图表1“北斗”系统发展历程 第三步，到2020年底，建设完成北斗三号系统。其搭载了多颗特色卫星，配备了高精度的氢原子钟和铷原子钟，在定位、导航和通信等功能上取得了卓越成果，同时也实现了星间链路，打破了国外的技术垄断和封锁。与前两代相比，北斗三号实现了全球组网。 图表2“北斗”系统发展历程图表3北斗三号卫星建链示意图 “北斗”三号组建完成，卫星导航发展进入新阶段。截至2024年9月19日，第五十九颗、六十颗北斗导航卫星已成功发射。与前两代相比发射卫星数量更多、技术更先进、服务区域更广泛，技术上有新的飞跃。 全球组网完成，精度水平顶尖。目前“北斗”系统在轨卫星共50颗，包括15颗“北斗”二号卫星、30颗“北斗”三号卫星及5颗“北斗”三号备份星。“北斗”三号全球范围平均水平定位精度优于9m，垂直定位精度优于10m，平均测速精度优于0.2m/s，平均授时精度优于20ns，空间信号连续性和可用性分别优于99.8%和98%。 图表4“北斗”三号系统导航星座示意图图表5“北斗”三号系统导航定位授时服务能力 三球交汇原理作为支撑。导航卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户接收机在某一时刻同时接收三颗以上卫星信号，测量出用户接收机至三颗卫星的距离，通过星历解算出的卫星的空间坐标，利用距离交会法就解算出用户接收机的位置。目前，国际上四大全球卫星导航系统，美国GPS、我国北斗系统、俄罗斯GLONASS和欧洲Galileo的定位原理均是采用三球交汇的几何原理实现定位。 图表6“北斗”系统定位原理——三球交汇原理图表7卫星5G融合网络系统架构 全球覆盖，高精度时频。“北斗”三号通过星座扩展、信号设计、星间链路测量、星载原子钟升级和电离层算法改进，显著提升了全球导航授时服务能力。其24颗MEO卫星组网提供全球覆盖，采用多载波恒包络信号提高测距精度和抗干扰能力；通过卫星间的双向通信实现精密定轨和时间同步；配备高精度铷钟和氢钟，大幅提升时频基准性能；改进的全球电离层延迟修正模型则为用户提供更精准的误差修正服务。导航卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。 图表8“北斗”系统基本导航授时服务演进和特点 短报文升级，全球通信扩展。“北斗”三号系统提供区域和全球短报文通信服务。区域短报文通信在前代系统的基础上提升了服务范围、容量和稳定性，并降低了终端功耗，使其更接近大众化应用。全球短报文通信则通过星间链路组网，利用MEO卫星组成的子星座，实现全球范围的双重覆盖，将通信服务从亚太扩展至全球。 图表9区域短报文实现组成原理图表10全球短报文实现组成原理 星基增强，精密定位。“北斗”三号系统在星基增强和精密单点定位方面取得了重要进展。星基增强服务从“北斗”二号的广域差分增强发展到符合国际民航组织(ICAO)标准的“北斗”三号星基增强系统(BDSBAS)，通过GEO卫星提供单频和双频增强服务，满足航空精密进近要求。精密单点定位是“北斗”三号的新增服务，利用GEO卫星播发精密轨道钟差改正等信息，显著提升了中国及周边地区的定位精度和便捷性。 图表11单频 （上）与DFMC （下）增强电文的信息类型 图表12“北斗”三号PPP-B26与GPS实时轨道精度对比 三大机构联合主导，分工明确。中国星网、中国兵器、中国移动共同出资40亿元成立中国时空信息集团有限公司，三方分别占股55%、25%、20%。中国星网为集团提供卫星通信和导航服务的技术支持。中国兵器则将为集团提供独特的军事装备和技术方面的资源，加强与国防和安全相关的时空信息服务能力。中国移动将负责提供通信网络技术和服务支持， 并利用其在数据、算力、人工智能等领域的优势，为集团提供数据处理和分析能力。 图表13中国时空信息集团三大组成机构及北斗动向 三大机构 机构简介 北斗动向 中国卫星网络集团有限公司 中国卫星网络集团有限公司专注卫星互联网建设与运营，负责“星链”计划的执行。 中国卫星互联网建设正在加速中，2024年至今，由中国空间技术研究院负责的三颗卫星互联网高轨卫星已成功发射并组网，将为通信过程提供更强信号，为G60计划建设提供支持。 中国兵器工业集团 中国兵器工业集团专注装备保障，提供技术支持以及智能弹药、光电信息等战略产品，涉足工程机械、北斗产业等领域。 千寻位置推出“全球通”服务，依托5000余座全球GNSS增强站和自主研发的大规模时空智能平台，提供厘米级定位、毫米级感知、纳秒级授时等服务，为全球首个星地一体的增强服务。 中国移动通信集团 中国移动通信集团有限公司致力于推动信息通信技术服务经济社会发展，主要业务涵盖电信、视听、IPTV等领域。 中国移动启动“智新计划”，将全面推动北斗短信等卫星通信服务的广泛应用。同时与华为、荣耀等企业合作，融入北斗卫星短信功能，为卫星通信行业的后续发展提供借鉴。 图表14“北斗”发展相关政策 北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统。在与国家发展同步前行的过程中，北斗同样得到了国家政策的支持。以如下两则政策为例： 2022/1/28发布工业和信息化部关于大众消费领域北斗推广应用的若干意见：加强政策引导和技术创新，扩大在交通、智慧家庭等领域的应用，促进产业协同，提升市场推广和公众认知，强化标准制定。旨在推动北斗系统在大众消费领域的广泛应用。 2024/7/12发布工信息化部办公厅关于开展工业和信息化领域北斗规模应用试点城市遴选的通知：鼓励各地申报试点城市，以推动北斗系统在工业和信息化领域的应用。通知要求试点城市具备基础设施和技术能力，支持北斗在智能制造、物流和智慧城市等领域业和的应用，并提供政策和资金支持。通过评估和总结应用效果，推广成功案例，促进北斗的规模化发展。 北斗星座全球组网已完成，投资重点集中于用户段，优选成长性好、壁垒较高的赛道中业绩兑现度高的标的。在特殊机构市场，目前正处于北斗三号的大规模换装期，换装将贯穿整个“十四五”时期，相关需求预计持续爆发。 产业发展显著，包括基础产品的亿级量产和持续升级，广泛应用于交通、能源、农业等行业，逐渐成为智能手机等消费产品的标准配置（2022年出货量达2.6亿部），并在国际市场获得认可。该系统纳入国家“十四五”重大工程，预计到2025年产业总产值翻番。同时，构建卫星导航法治体系，发布相关标准，增强专利申请，并建立基础产品认证制度， 以支持高质量发展。 图表15突破行业纵深强化“北斗”时空应用创新 图表16“北斗”应用与产业生态体系的演进迭代 1 “北斗”组网完成，应用/功能/政策齐推进 2 星地两类增强系统融合，上中下游产业完备 目录 contents 2.1基础设施：星基地基增强系统 2.2上游：铷原子钟与北斗芯片为支撑 2.3中游：“导航定位+短报文”载体 2.4下游：北斗+时空、北斗+行业应用拓展 3 千亿产业市场激活，多行业/场景/服务逐步渗透 4 建议关注标的 增强系统 卫星导航系统 基础设施 芯片 卫星导航高精度产业链 天线 上游 板卡 惯导及纳米波雷达 导航地图 中游终端 上市公司：中国卫通、北斗星通、振芯科技、中国卫星、海格通信、中海达、合众思壮、华测导航、航天宏图 非上市公司：神舟天鸿、国智恒、中奖恒和、上海普活、讯腾智科 下游北斗导航运营/数据服务 上市公司：振芯科技、中海达、海格通信、华力创通 非上市公司：海积信息、北京遥测技术所、深圳华颖锐兴科技、航天环宇通信、佛山阿普斯通讯、华信天线、陕西海通 上市公司：海格通信(广州润芯)、合众思壮、华力创通、耐威科技、航锦科技 非上市公司：泰斗微电子、中科微电子、航天华讯、武汉梦芯、西南集成电路、华大北斗、东风联星、复旦微电子、电科24所 上市公司：海格通信、北斗星通、振芯科技、华力创通、司南导航 上市公司：星网宇达、中海达、华测导航、雷科防务 上市公司：四维图新、超图软件、合众思壮 非上市公司：高德地图、凯立德、瑞图万方、图灵、易图通 上市公司：振芯科技、合众思壮、海格通信、华力创通、北斗星通、中国卫星、华测导航、中海达、雷科防务 非上市公司：南方测绘、电科54所 北斗星基增强系统（SBAS）旨在通过高轨道卫星向用户提供增强信息，提升定位精度和服务质量。其主要功能包括误差修正、完好性监测和精密定位服务，广泛应用于导航、测绘、航空等领域。 北斗星基增强系统通过高轨道卫星提供误差修正、完好性监测和精密定位服务，显著提升了定位精度和安全性。其广域覆盖能力使其适用于海洋和偏远地区，摆脱了对地面基站的依赖，并支持精密单点定位（PPP）技术，便于用户获得米级到厘米级的高精度定位。此外，系统集成低轨星基增强技术，有望进一步加快定位收敛时间，增强信号强度，满足全球范围内的高精度导航需求。 图表17SBAS系统原理图表18北斗SBAS系统构成 北斗地基增强系统旨在提高北斗系统的定位、导航和时间服务的精度和可靠性，满足高精度应用需求。通过该系统，北斗可以提供厘米级实时定位服务，以及毫米级的后处理精度，广泛应用于国土资源管理、交通运输、测绘、地震监测等多个行业。 北斗地基增强系统的核心由多个子系统组成，包括增强站分系统、国家数据综合处理系统和数据播发系统。增强站用于接收卫星信号并实时上传至处理中心，经过差分处理后，生成高精度的定位数据，再通过移动通信、数字广播和卫星播发手段传送给用户，提供米级、分米级和厘米级的定位服务。数据处理中心负责解算误差改正信息，提升定位精度。 图表19北斗地基增强系统构成图表20北斗地基增强系统应用服务生态圈 部署位置和覆盖范围上：星基增强利用卫星作为信号转发平台，覆盖范围广，适合全球和跨区域的应用，适用于航空、航海等领域。虽然建设成本较高，但长期运维成本低。地基增强依赖地面站网络，覆盖范围有限，适用于有固定基础设施的区域，建设成本低，但维护成本随着基站数量增加而上升。 定位精度上：星基增强可提供米级至亚米级的广域精度，并保障航空等安全关键应用。地基增强则能实现厘米级甚至毫米级的高精度定位，适合自动驾驶和高精度测量等需求高的应用。两者结合，构成了北斗系统的多层次服务体系，满足了不同场景的需求。 图表21地基增强系统