全球導航衛星系統市場報告

全球導航衛星系統市場報告

2013年10月，歐洲全球導航衛星系統管理局（GSA）發布了《全球導航衛星系統（GNSS）市場報告》（第三版）（簡稱《報告》）。《報告》分別從位置服務、道路、航空、鐵路、航運、農業和測繪七大領域GNSS的市場發展現狀及2022年前的發展趨勢進行了預測。本文梳理了報告的主要內容，供讀者參考1。

全球導航衛星系統（GNSS）市場包括GNSS產品（接收機與設備）和采用GNSS定位作為重要驅動因素的相關服務2。《報告》對以下七類市場進行了分析：①位置服務（LBS）：智能手機、平板電腦、數碼相機、筆記本電腦、健康跟蹤設備以及移動數據收入。②道路應用：便攜式導航儀與用于導航的智能車載系統（IVS），道路用戶收費系統設備、按用量付費保險系統、網絡電話系統與高級駕駛輔助系統（ADAS），以及其他支持智能交通系統（ITS）應用的設備和交通信息服務數據的收入。③航空應用：針對商業、支線、通用和商務航空的GNSS認證設備，以及與輔助飛行員按照VFR飛行的非認證設備。④鐵路應用：在支持信號（高、低密度線）的安全性至關重要的設備中和支持其他應用（資產管理與乘客信息）的非安全設備中使用GNSS。⑤航運應用：支持航海、自動識別系統（AIS）、遠程識別與跟蹤系統、港埠作業、疏浚、搜索與救援信標的GNSS設備。⑥農業應用：用于拖拉機導引、自動駕駛、資產管理和可變速率技術的GNSS設備。⑦測繪應用：支持陸地測繪（包括地籍、采礦、建筑和制圖）和海洋測繪（包括水文和離岸測繪）的GNSS設備。

《報告》所研究的范圍包括了歐盟（歐盟27個成員國）、北美（美國、加拿大、墨西哥）和其他國家（包括非歐盟國家）。《報告》指出：

1. 到2022年GNSS設備的數量將達到70億部

未來十年中，由于GNSS設備大量進入歐洲和北美以外地區，實際在使用的GNSS設備的數量將比目前擴大近四倍，數量將達到70億部，相當于地球上幾乎人手一部GNSS設備。

2. 增長中的GNSS市場提供了復雜技術環境下的眾多機遇

盡管各種定位技術可以被集成到一臺設備中，但GNSS仍然是戶外定位信息的主要信息源。預計全球GNSS拓展市場年均收入在2022年將增加到近2500億歐

注釋：

1.其中的標題大多為作者根據文中內容增加的。

2.《報告》主要考慮的是GNSS核心市場，對于諸如智能手機之類的多功能設備，核心市場僅包括GNSS的功能價值（不是全部設備的價格）以及與GNSS功能（例如使用智能手機下載的位置服務數據）相關的服務收入。對于多功能設備，需要考慮加入一個校正系數。元。核心市場收入在2019年有望達到1000億歐元。

3. 智能手機占據GNSS收入主導地位，并將擴大到其他6個分市場

由于位置服務設備越來越多地支持其他應用的導航和服務，融合各種新技術的智能手機的能力模糊了市場劃分界限。從圖1可看出，到2022年，預計位置服務的市場收入將超過道路，成為最大的市場，同時道路市場中的個人導航設備（PND）市場將繼續縮小。位置服務設備越來越多地被用于通用航空和海上休閑活動。新的應用不斷出現，大眾消費者開始在日常生活中越來越看重位置服務能力。智能手機的競爭性定價機制讓其價格更加實惠，因此較之不具備GNSS能力的傳統移動手機，智能手機的市場份額增長更快，同時，GNSS的滲透率進一步擴大，尤其是在低收入國家中廣泛應用。

>> 圖1 2012-2022年累計核心市場的收入份額

4. 多星座接收機成為市場上廣泛使用的產品

利用所有可視導航信號的多星座接收機設備將成為市場上越來越普及的產品，這種設備提供了較好的可用性增強（尤其是在城市高樓林立環境中更受推崇），而且在專業應用中（例如測繪）其性能更加強大。從圖2中可看出，目前市場上銷售的各種型號接收機中，70%以上的產品都具備GPS星基增強（SBAS）能力（SBAS由美國WAAS、歐洲EGNOS以及日本MSAS組成），隨著SBAS在全球覆蓋率的擴大，其市場滲透率將進一步擴大。Galileo在多星座系統中是極具價值的系統，目前它已被30%以上的接收機型號選用。當Galileo系統實現全面運行能力時會被融入更多接收機系統型號中。GLONASS是僅次于GPS后的第二選擇。北斗于2012年12月發布了其接口控制文件。一些設備生產商，尤其是亞太地區的設備生產商，開始提供兼容北斗型號的多星座接收機。

>> 圖2 目前市售接收機型號中不同GNSS系統的所占比例

5. 歐盟將在未來十年保持出貨量和收入的強勁增長勢頭

到2022年，27個歐盟成員國的GNSS設備的出貨量將從每年2.18億部增加到6億多部。收入有望在未來十年翻2倍，到2022年達到235億歐元。歐盟市場將繼續保持增長勢頭（包括出貨量和收入），這表明，即使在發達國家市場GNSS設備也遠遠沒有達到飽和狀態。快速增長中的位置服務市場仍然是最大的市場（預計歐盟的位置服務設備銷量在2017年將達到4.5億部左右），其次是道路市場，這兩項的出貨量占總出貨量的99%。在供應方面，歐盟公司在天線制造、汽車、道路、測繪、國防/公共設施以及電信領域的實力很強。歐洲全球衛星導航系統監管局一份近期研究表明，2011年歐盟在上述領域的全球市場份額達到27%～45%。

一、GNSS位置服務市場

1.GNSS移動應用更接近生活

GNSS位置服務市場有三點重要趨勢：一是移動應用變得更加多樣化，并且在攝像機視圖（增強現實）中集成位置信息；二是傳統上與位置無關的設備正在逐漸使用GNSS；三是每個用戶擁有設備的數量增加，設備市場覆蓋范圍向發展中國家進行區域擴張。

2.GNSS性能快速提升，位置服務市場顯著增長

全球范圍的位置服務設備在GNSS拓展市場中所占的比例（GNSS滲透率）從2006年的5%提高到了2012年的20%。在歐洲和北美，一半以上的手機具備了GNSS能力。過去五年中，GNSS拓展市場中的位置服務設備的全球出貨量從1.5億部增長到8億部（復合年增長率為40%）。GNSS設備在其他國家的市場占其全球市場的近50%。這是由于這些地區經濟發展速度提高和設備價格降低，使他們有能力購買這些設備。

3.新的GNSS平臺促進GNSS設備出貨量進一步增長

位置服務應對城市中移動性增加的趨勢，同時滿足人們希望在出行時更快抵達目的地的需求。當今人們的空閑時間較少，位置服務促進了社交網絡的快速發展。上述原因加上人們對智能手機和GNSS驅動的設備的支付能力提高，這些都將進一步推動位置服務市場在今后持續增長，未來十年該市場領域的年復合增長率將有望達到10%。在售出的位置服務設備中，智能手機占據了90%。但更多平板電腦具備GNSS功能，數碼相機、便攜式電腦、健身器材、人員跟蹤服務中的也增添了GNSS功能，因此，在未來十年智能手機的市場份額將可能有所下降。

二、GNSS道路應用市場

1. GNSS車載應用得到加強

GNSS車載應用市場趨勢有二點：一是緊急位置共享和與安全相關應用的監管壓力增大，這加大了對用作創新應用平臺的遠程信息處理設備的需求；二是因智能手機用戶增加及對智能車輛系統的購買能力提高，GNSS專用移動設備（如PND）逐漸受到冷落。

數據接入和消費者電子產品費用降低，從而推動了新應用的開發。嵌入式設備和車載設備的數量逐漸增加，并取代了傳統的移動設備（如PND）。智能手機越來越多地用于道路導航。將在未來幾年有望投入使用的新型智能交通系統（ITS）服務中，GNSS的用途將遠遠超出車載導航。

2. PND逐漸被嵌入式設備取代

自2009年以來，隨著智能手機導航的日漸盛行，PND的市場持續出現下降趨勢。較低的接入成本以及與娛樂資訊平臺關聯的創新解決方案，推動了IVS的加速發展。智能車載系統在2009年和2012年之間的復合年增長率以約13%速度增長。第一個基于GNSS的道路使用費方案的出現導致車載設備的市場份額從2009年的幾乎為零增長到2012年占所有道路行車產品總銷量的2%。 從2006年到2012年，GNSS設備的使用數量翻了4番，達到2億多臺。所有地區的使用數量均出現顯著增加，隨著設備平均價格下跌，基于GNSS的智能交通系統在汽車中開始普遍使用。

3. 新的智能交通系統應用推動市場增長

汽車間互連性增加和GNSS多星座兼容功能使道路分領域中新的產品和智能交通系統應用大幅增加。2022年，被多功能設備取代的PND預計僅占GNSS道路設備總出貨量的10%。從2015年開始一些新的應用將會出現，這些應用是由eCall倡議推動，并與可靠的遠程信息處理設備相關。通用數據標準、低關稅將促進車載系統市場的發展，到2022年約占總出貨量的三分之一。市場需要更加低廉、持續性更好的支持基于GNSS道路使用費方案和按用量付費保險應用的交通系統。汽車行業內的競爭和智能手機間的競爭，加上消費者電子產品總體價格的下跌，可能將使PND和車載系統的價格受到沖擊。直到2018年，由GNSS驅動的交通信息服務將成為服務收益增加的主要動力。此后,該領域將出現激烈競爭，導致2022年總收入下滑到2012年水平。

4. 歐洲GNSS促進了智能交通系統的發展

道路應用市場中，Galileo將很快帶來收益，甚至是在早期服務中為多星座提供解決方案也可以帶來收益。它通過提高可用性來增加所有應用的價值，尤其是在可視衛星數量受到限制的城市環境中。定位的精度和可靠性將得到提高。當用戶設備能夠更好地開發Galileo的雙頻功能時，那么有望獲得更多的效益。

三、GNSS航空應用市場

1. GNSS已成為基于性能導航（PBN）的一個重要驅動因素

GNSS航空市場主要趨勢有三點：一是飛行的所有階段從傳統導航方式向GNSS導航解決方案過渡；二是新的運行需求推動GNSS航空電子設備使用的增長；三是歐洲機場中基于天基增強系統（SBAS）方案的可用性不斷增加。

2. GNSS設備在航空市場應用前景看好

根據對飛機/直升機的使用情況，航空市場被細分為商用航空、支線航空、公務航空和通用航空。第三版市場報告增補了通用航空目視飛行規則（VFR）。依據出貨量，通用航空是航空領域中市場最大、要求相對最不嚴格的應用（GNSS設備無需通過認證）。典型的用戶包括套材裝配飛機、懸掛式引擎滑翔機、超輕型飛機、滑翔機和熱氣球。高端公務航空和商用航空運營商往往在他們的航空電子設備中高度集成GNSS接收機，而支線航空和通用航空用戶只在儀表板上安裝顯示器來提供更便宜、更簡單的解決方案。

3. PBN促進GNSS的收益增長

對于按照國際民航組織標準引入PBN，GNSS是必不可少的，該標準為按照預定航線飛行的飛機導航質量和精度、執行儀器進場程序或在指定空域內飛行設置了要求。航空正面臨著從傳統地面導航向天基導航的過渡。

GNSS有助于提升安全性能、減少擁堵、節省燃料、保護環境、減少基礎設施的運營成本并維持可靠的全天候運轉，哪怕是在最具挑戰性的機場內。

4.GNSS在航空領域的使用增長

隨著更多的飛行程序在設計時要利用PBN，GNSS在航空中的使用將會增加。例如，歐洲正在推出使用由EGNOS保障的儀表進場方案來實現帶垂直導引的定位臺性能（LPV）最小化，從而增加飛機場的安全性和業務連續性。

能提供多頻和多星座導航能力的新的GNSS星座預計將在未來幾年內可供使用，這可以提高現有基于性能導航應用的性能。根據一些商用航空運營商的需求，預計它將會成為陸基增強系統（GBAS）的一個重要推動因素，從而使飛機精密儀表進近和著陸系統II類或III類標準最小值降到更低。

5. 通用航空VFR主導著GNSS設備的銷售

通用航空是GNSS航空應用最大的分支領域，通用航空的飛機和飛行員比公務航空、支線航空和商用航空分支領域之和還要多。通用航空中的銷售由VFR用戶主導，這些用戶更加頻繁地更換他們設備來保障飛機具備最新的功能。裝備儀表飛行規則（IFR）設備的成本要高很多，因此公務航空、支線航空和商用航空在飛機的使用期限內（約30年）只進行一次更新。

2011年IFR分支領域出貨量達到最高值,是由于EGNOS認證和相關設備的銷售引起的。GNSS的社會經濟效益僅由IFR飛機所使用的經過認證的航空產品提供，IFR飛機能夠進入更多的飛機場、減少燃料消耗并提高安全。VFR分支領域在美國約是歐洲的8倍。美國主導了全部出貨量，但世界其他國家也正在迎頭趕上，尤其是“金磚四國”（巴西、俄羅斯、印度、中國）市場。

6. 在航空所有分支領域，都可以應用GNSS

所有航空領域中GNSS的使用在未來十年內有望增長，到2022年時滲透率超過90%。這種增長將由VFR分支領域所主導，而其他飛行員將使用GNSS作為一種輔助信息來源。IFR領域GNSS設備的銷售將由新建造的飛機主導。在歐洲，商用航空和支線航空占IFR飛行的80%以上。GNSS能力在這些分支領域內的日益普及對大規模實現GNSS的效益至關重要。PBN的實施預計將進一步提高這些效益。為應對監管的變化，以及商用航空運營商為保障運營越來越多目的地航線的需求，隨著GNSS功能的部署，商用航空GNSS出貨量預計將會增加。因此，到2022年商用航空GNSS制造商預計將能占據航空領域市場收入的30%左右。

在實施PBN的驅動下，IFR設備的使用預計會增加。雖然GNSS出貨量日益增加，但隨著飛機“出廠前安裝”設備（這種飛機成本更低）占據市場主導地位，收入的增長將減慢。2016年商務航空設備平均價格的增長是由于對SBAS功能所帶來的效益更新的預期。

四、GNSS鐵路應用市場

1.鐵路領域內對使用GNSS越來越感興趣

GNSS鐵路市場主要趨勢有二點：一是作為安全相關功能的一種互補技術，對GNSS越來越感興趣；二是GNSS設備正成為非安全應用的一個標配。

由GNSS輔助的廣泛應用包括：

?高密度鐵路線指揮與控制系統，在主要鐵路線上協助實施火車指揮和控制，主要指歐洲和世界其他部分地區的3級歐洲列車控制系統（ETCS）【作為歐洲鐵路運輸管理系統（ERTMS）標準的一部分】以及北美的精確列車控制（PTC）。GNSS是歐洲列車控制系統中增強型測程法或支持PTC的差分GNSS的一種輔助輸入信息來源。

?低密度鐵路線指揮與控制系統，在前后列車相距間隔較遠的鐵路線上，由GNSS提供完整的信令能力。這些鐵路線通常位于農村地區，在這些地區節約成本對服務的可行性可能至關重要。

?資產管理，包括諸如車隊管理、基于需求的維護、基礎設施費用和聯運運輸等功能。GNSS逐漸被視為這些系統內定位和定時信息的一個標準來源。

?乘客信息系統顯示火車在鐵路線上的實時位置，火車的GNSS位置也支持平臺和在線乘客信息服務。

2.主干線信號革新為GNSS市場帶來機遇

在未來，火車將通過諸如應答器、無線射頻識別和GNSS等不同技術來檢測自己的位置。這一位置而后將被報告給信號裝置，動作批準信息將顯示在駕駛室信號中，而不再需要昂貴的鐵路沿線信號基礎設施。

在歐洲和部分世界其他地區，信號系統將逐漸向歐洲列車控制系統過渡。GNSS將會通過提供定位信息的一種額外來源來支持這一項目，特別是在信號系統的演變革新過程中。在某些情況下（如美國的PTC），GNSS將構成信號系統的核心，而在其他情況下它更多的是一種補充能力。

3.與安全相關的GNSS系統預計將成為傳統鐵路技術的重要補充

在未來的十年中，GNSS在鐵路中的使用預計將大大增加。預計到2022年，世界各地所使用的火車將有30%會配備GNSS用于各種用途。在短期到中期時間內，大多數設備可能并不是安全所必不可少的，然而，GNSS設備將越來越多地支持安全不可或缺的功能。美國對PTC的管理要求將在2015年至2019年間促進高密度鐵路線列車控制設備的銷售量。推廣計劃最初預期到2015年要完成Ⅰ類鐵路項目，盡管目前這一時間表有些延誤。

3級歐洲列車控制系統預計將在十年結束時在歐洲逐步推廣。低密度線路指揮和控制系統（通過移除大部分鐵軌沿線基礎設施來大大節省成本）有望謹慎引入，特別是在客運線路上。

五、GNSS航海應用市場

1.電子航海和GNSS驅動的搜索與救援（中軌道搜救衛星）的應用為海員打開了新視野

GNSS航運市場主要市場趨勢有二點：一是多星座GNSS接收機在國際海事組織（IMO）提出的電子航海概念中處于核心地位；二是COSPAS-SARSAT采用GNSS提升了基礎設施性能以減少應急響應的反應時間。

海上通用導航較早采用了GPS，并且目前仍然是使用較為廣泛的市場。這版市場報告涵蓋下列航運應用：通用導航、交通管理、船舶工程、國土安全、搜索與救援、港口、內陸水道。

2. GNSS航海應用市場最新進展

?電子航海：這是由IMO發起，設計用來通過集成艦橋系統和所有數據輸入來減少船載系統的復雜性。這可能是航運界采用多星座定位的一個推動因素。它正由海事局參與的IMO電子航海委員會實施。

?漁業政策：人們越來越關注漁船是否遵守歐盟共同漁業政策的管理要求。GNSS在向當局提供定位信息方面發揮著日益重要的作用。

3.通用導航、內陸水道和搜索救援占據出貨量的大部分份額

通用導航和內陸水道占據很大比例的市場份額。在航運領域監管應用中GNSS滲透率非常高，即使不是全部。對于這些應用，隨著各系統達到生命周期終點，或變得落后陳舊，設備的更換和新船建造是設備銷售的推動因素。全球共有50000多艘被監管船舶通常使用多個接收機，因此這是一個已確定且穩定的市場。

世界其他地區主導著航運設備的出貨量。設備出貨量的區域分類預計在未來十年內將基本保持不變。船舶指定的區域由艦隊的真正感興趣的區域分配，這些區域由聯合國貿易和發展會議（UNCTAD）組織確定。

4.與安全相關的應用將會促進GNSS設備出貨量增長

設備的預期銷售量將會取決于裝備有GNSS的搜救信標，因為每艘船只（例如救生艇等）上將安裝許多設備。此外，搜救信標的使用壽命應當會短于標準導航接收機的使用壽命。預計第二代搜救信標將具備返回鏈接的特性并且很有可能在未來十年間進一步激發市場。對于此類信標的監管需求正在由COSPAS-SARSAT提出。

GNSS在港口內的使用預計將會快速增長。這是由于港口內和港口周圍的水路擁堵以及船只體積逐步增大造成的。兩個重要的應用是：便攜式導航設備（PPUs）和可被用于港口進入和港口自動化的GNSS驅動的專家導航助手，例如追蹤船運集裝箱和其他貨物。對這些應用來說，GNSS可用來提高大型港口的效率。至2022年，按照收入值，港口將會發展成為最大的應用領域。

六、GNSS農業應用市場

1. GNSS精細農業旨在提高生產率

GNSS精細農業主要市場趨勢有三點：一是發達國家在大型農場和大部分種植業中將會越來越多采用精細農業；二是在工業化程度較低的地區，GNSS精細農業將會隨著農場的聯合而加速崛起；三是對地觀測和GNSS的結合將會出現集成應用。

精細農業在控制成本的同時滿足了提高產量和效率的要求。GNSS的使用將會促進農場平均規模的擴大，促進機器密集型農業模式的使用以及農場主對于GNSS的逐步了解。

2. GNSS精細農業方面的主要應用

?拖拉機導引，利用一個數字顯示屏輔助駕駛員沿預定的路徑前行、減少路線重復或者路線疏漏的風險。這通常是農場主使用的第一個GNSS功能。

?自動駕駛系統，最先進的拖拉機導引形式，主要用于大型農場。它可以允許農用車輛沿預定路線自動駕駛。操作員只需集中精力監控整個過程。

?可變速率技術，充分利用當地的土地條件精確控制農業投入（如化肥，營養劑）。它根據相似的產量限制等級來為土地定性并且可以因地制宜。

?資產管理，是指使用實時信息監測農場設備位置和狀態。

同時使用GNSS和對地觀測數據（例如歐洲哥白尼對地觀測計劃）將會使得GNSS在農業領域產生新的應用（例如評估土地利用情況及其對生物多樣性和地形地貌影響，評估作物生長狀況，產量預測，灌溉管理）。

同時使用GNSS及其增強系統，例如RTK和SBAS等，可以提高精度。由于其設備價格可承受、精度適中，因此基于SBAS的解決方案促使小型農場開始逐步普及精細農業。

3.GNSS設備在各地區的使用量都在上漲

在2006至2012年間，GNSS設備的全球出貨量和使用數量都翻了三倍多。北美地區是一個精細農業技術最為先進的區域，出貨量和使用數量所占比例均為最大。該地區主要種植的農作物是玉米、大豆和小麥，而這幾種農作物很適合應用GNSS。世界其他地區包括了技術發展水平不同的國家，從精細農業普及率很高的日本、澳大利亞到精細農業市場還處于初期的中國和印度。在歐洲，出貨量和使用數量的增長主要是由西歐國家推動的，這些國家的條件更適合采用GNSS，例如農場的平均規模較大、資金更加充足等。

4.在未來農業中將普遍使用自動駕駛和可變速率技術

技術進步和農場的合并是所有地區GNSS設備出貨量增長的關鍵推動因素。發達國家的農場主將會選擇更加先進的解決方案（例如自動駕駛和可變速率技術）來進一步提高生產率。為應對投入成本上漲、資源短缺和糧食需求等方面的挑戰，發展中國家將會對農業生產方式進行現代化改進。在歐洲，未來的增長主要依靠GNSS技術在中歐和東歐的普及來推動。這些地區目前的GNSS滲透率還相對較低。在接下來的十年，價格降低將會成為GNSS在精細農業中使用量上漲的重要原因。未來GNSS設備的收入很大程度上將來源于自動駕駛和可變速率技術。這兩項應用增長的收入遠遠超過了此前的預估。同時，這兩項應用收入總和將會占2022年GNSS農業設備銷售收入的近80%。

七、GNSS測繪應用市場

1. GNSS是測繪領域應用的核心

GNSS測繪應用主要市場趨勢有二點：一是測繪領域中GNSS使用量的增加主要取決于在高度增長的經濟環境下的經濟條件。地籍測繪和施工測量部門是GNSS在測繪中的最主要應用領域。二是環境學科、工程學科以及測繪學科的新型專業用戶正在帶動著地質信息學和其他新型應用途徑的發展。

2. GNSS在測繪中的使用已遍布全球

與歐洲或北美地區相比，世界其他地區的測繪市場將會增長并且發展速度較快。這是由于這些地區的建筑工程較多。此外，GNSS在世界其他地區擴展速度較快，這是由于這些地區沒有其他可替代的先前系統和密集的地面網絡來支持并不總存在的測繪需求。測繪設備相對其他領域相比較貴。不過由于競爭激烈、需求增長和生產成本降低，可以預見在未來的數年間設備價格將會下跌。主要制造商開始生產貼有其他品牌的低價設備，以滿足新興經濟體對這類設備不斷增長的需求，這些新興經濟體更愿意購買低價設備。此類低價設備所采用的技術通常沒有那么先進，因此不會影響發達國家市場的收入。

3.GNSS在測繪領域應用的增長取決于總體經濟條件

由于世界其他地區國內生產總值（GDP）和人口不斷增長，地籍測繪的重要性和頻率都有所增加。在發展中國家，考慮到與房地產所有權有關的相關規定，土地邊界及其測量很可能成為一個十分重要的問題。地籍測繪在自然災害后的重建工作中也十分重要。由于地圖繪制應用可以通過支持許多精度要求不高的新型應用來促進市場增長。自愿提供地理信息的出現將會促進GNSS設備的使用，以便在地圖繪制團體中共享即時更新的地理信息。

· 席歡 張永紅 譯 廖春發 贠敏 校 （本文編輯：徐菁）