· 文| 上海司南衛星導航技術有限公司 王永泉
國產北斗高精度應用市場的機遇與挑戰
· 文| 上海司南衛星導航技術有限公司 王永泉
根據《國家衛星導航產業中長期發展規劃》(以下簡稱《規劃》),到2020年,我國衛星導航產業創新發展格局基本形成,產業應用規模和國際化水平大幅提升,產業規模超過4000億元,北斗衛星導航系統及其兼容產品在國民經濟重要行業和關鍵領域得到廣泛應用,在大眾消費市場逐步推廣普及,對國內衛星導航應用市場的貢獻率達到60%,重要應用領域達到80%以上,在全球市場具有較強的國際競爭力。
雖然《規劃》中并未對北斗高精度應用部分作出一個具體的預測,但認真研究《規劃》并對高精度的應用領域進行具體的分析預測,業內多數專家通常將我國2020年的北斗高精度應用產值預計為500億元。雖然高精度GNSS的定義迄今仍然比較模糊,但這已經不影響我們對北斗高精度應用未來的美好憧憬。總之,北斗高精度應用尚待挖掘,效益增長顯著,市場潛力巨大。
北斗高精度應用具有如下特點:
1) 北斗系統極大地增強了GNSS高精度服務的性能;
2)北斗高精度應用具有一定的產業基礎;
3)主要應用于生產服務領域,能帶來直接產值。
這些特點決定了北斗高精度產業化在初期將領先于北斗在其他領域的產業化。這從剛剛過去的2013年也可以看得很清楚,北斗高精度率先在應用與產業化方面取得突破,僅僅用了不到一年的時間,國內市場上銷售的高精度GNSS接收機大部分支持北斗功能,且其中有近30%的終端使用了國產高精度OEM板卡。
業界通常喜歡用高精度板卡或接收機的銷售量來評估高精度的規模,盤點剛剛過去的2013年,粗略統計國內高精度板卡總的銷售量有近10萬片,這是自GPS應用于大地測量20多年來,高精度GNSS終端在中國首次達到10萬規模的量級。雖然2013年是我國北斗系統正式運行的第一年,但在這10萬片的市場規模中,用戶單純因為北斗而購置設備的因素幾乎可以忽略不計。這些板卡主要應用的領域有測繪地理信息、駕考駕培、安全工程、機械控制等,它們的占比分別為50%,35%,10%,5%。但根據目前的發展態勢,除測繪地理信息經過近20年的發展,在國內相對而言已經比較成熟外,其他行業均屬于新興行業。通過比較國內外高精度GNSS應用市場,可以發現兩點:第一,國外高精度市場占整個GNSS應用市場的15%,而國內僅占3%;第二,國外測繪地理信息僅占高精度應用的10%且逐年減少,而國內占比高達50%。由此可見,國內高精度的發展空間非常巨大,特別是在非測繪地理信息領域。
研究北斗高精度應用的新市場機遇,應在當下國內外市場環境與政治背景下考慮:
1)目前國外發達國家高精度GNSS的主要應用領域在哪兒?分析美國Trimble公司的財務報告,可以看到,經過近十年的大規模收購與重組,該公司已從當初測地型接收機制造商演變為能利用多種技術手段為眾多行業提供全面解決方案的供應商,而在全球高精度市場中該公司迄今已拓展實現近四十多個行業應用,這些行業應用對我們有很大的啟發意義。
2)目前的普通GNSS導航領域中,有哪些應用可以隨著高精度板卡的成本降低、功耗減少而可以升級成高精度板卡?舉例而言,目前高速公路上大貨車占道行駛等違章現象比較突出,但管理部門苦于沒有好的監測手段,隨著高精度OEM板卡的價格繼續下探,類似的問題即可迎刃而解。
3)通過技術創新、產品創新、應用創新,還能創造出哪些市場機遇?駕考駕培在2013年異軍突起,是高精度GNSS應用創新的典型代表。此外,由于在高精度領域多模多系統顯著地減緩了對觀測環境遮擋的苛刻要求,多種新的行業應用在2013年被提出并進行了嘗試。人們常常說,衛星導航的應用僅僅受人們想象力的限制,但更有人提出,衛星導航的應用都是想象出來的。
業內不少資深專家認為在高精度市場只有一流的產品才能生存,反觀近十年以來高精度市場經歷的幾次技術革新均驗證了這句話。如十年前OEM板卡小型化催生了RTK一體機,如今RTK一體機占測地型GNSS接收機90%的市場份額;再后來NovAtel的長距離RTK算法助國產高精度GNSS產品市場份額反超進口產品;Trimble利用其BD970的算法優勢幾乎一夜之間顛覆了NovAtel在中國的市場地位;最后,又由于北斗/GPS雙模組合的性能優于GPS/GLONASS組合,使國產高精度OEM板卡在進口產品的重重包圍中占領了相當的市場份額。
毋庸諱言,國產板卡與進口產品在技術指標上尚存一定的差距,可主要列舉如下:對全系統信號的支持;板卡的穩定性和可靠性;板卡的抗干擾能力等等。2013年年底,美國Javad公司推出了新一代的高精度GNSS芯片,如圖1,僅從這些技術指標而言,國產高精度GNSS芯片具有較大的差距。

>> 圖1 JAVAD GNSS TRIUMPH2芯片
當然,任何觀點都有一定的相對性,否則在國產高精度OEM板卡與進口產品之間存在明顯差距的情況下,國產高精度OEM板卡在2013年就不可能占據近30%的市場份額。在其他應用方面,市場對產品的需求則更多地體現在差異化上,比如在測繪地理信息領域,2013年幾乎清一色的三系統板卡;而在駕考駕培行業,北斗/ GPS雙模、GPS/GLONASS雙模都獲得了一定的應用空間。在全球市場,除Trimble和NovAtel兩個一線品牌外,其他品牌的OEM板卡性能雖然稍有遜色,但產品仍獲得一定的市場空間。
通過上述分析,我們應該從多方面來規劃北斗高精度的發展道路:
1)做好中長期戰略規劃。經過多年的研究,我國高精度GNSS的產業生態圖可表示如圖2所示。其中內圈為高精度OEM板卡正在從事的工作,中圈為接收機集成商和系統集成商從事的工作,外圈為具體的行業應用。在內圈和外圈已經形成產業分工合作,又相互滲透的狀態。個別企業,如美國的Trimble公司,其業務甚至已經覆蓋了整個生態圈了。對國產高精度板卡供應商而言,其產品性能主要取決于芯片設計、高精度算法水平、板卡軟硬件平臺技術,還有相關的行業應用,這四方面均需放到戰略高度加以重視。

>> 圖2 北斗高精度產業生態圖
2)提高技術水平,縮小與進口產品的差距。一方面,我們要認識到技術差距是客觀存在的,而且還不小;另一方面,我們又要看到,國外產品的很多技術指標在目前的主流市場上是過剩的,國外產品的現有技術指標已經滿足了90%的用戶需求。這兩點要求我們既不能消極悲觀,又不能盲目趕超。小步快跑的戰略比較適合高精度市場,在逐步縮小差距的同時尋求部分性能指標的超越。
3)在測繪地理信息領域,要采取走出去的戰略。經過了近20年的發展,雖然我國基于進口OEM板卡制造的測地型GNSS接收機在整體技術水平上與國外一流產品也還存在一定的差距,但國外OEM產品已經壟斷相關領域的事實短時間難以改變,加之在2013年年底我國已對外公布了B2I信號的接口控制文件,這使得國產高精度OEM板卡在相當長時期內難以撼動進口板卡的統治地位。但機會依然存在,一方面我們可以摒棄基于OEM板卡制造接收機的模式,將OEM板卡相關功能無縫集成到接收機主板上,可以極大地提高接收機的整體性能,如司南導航的T300型接收機。另一方面,國外除少數的幾個發達國家和地區之外,測地型GNSS接收機的消費觀點與國內還存在一定的差距,這些國家正在模仿國內測地型GNSS接收機的商業模式,這給北斗高精度應用市場帶來了一定的機會。
我們看到國產北斗高精度產業既充滿機遇,又面臨著許多挑戰。在面對當前局面時,有以下幾點共勉:
1)不能驕傲自滿。要知道國內企業在北斗高精度方面有一定的先發優勢情況下,耗費了2年時間才取得了30%不到的市場份額。更要看到,國外OEM廠商早已在其產品中為我國的北斗做好了準備。自2013年下半年,Trimble和NovAtel依靠其在市場上的產品可以無縫升級到北斗的特點又奪回了部分失去的市場,在2014年,國產OEM制造商面臨的競爭將更加激烈。
2)也不要盲目悲觀。畢竟高精度的產業特點與消費類具有很大的不同,做好戰略與戰術、逐步提升產品性能、挖掘新的行業應用,國內企業一方面可以在傳統市場上慢慢滲透;另一方面可以利用地緣優勢先期開拓新的市場,如智能交通和智能建筑等行業。
3)繼續爭取合理的政策支持。北斗是世界的北斗,北斗是開放的北斗,但北斗更是中國人的北斗,只有國內企業才有責任、有義務、有決心將北斗應用做好,在高精度應用方面更是如此。由于北斗高精度的服務性能與用戶體驗不僅僅取決于終端自身,還在很大程度上取決于基礎服務網絡的水平,所以國家和地方應該加快基礎服務網絡的建設。此外,高精度的應用主要體現在行業應用上,在與國家安全相關的領域,應該毫無疑問地使用國產高精度OEM板卡和終端設備。