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中国高精度地图北斗高精度市占率发展分析及估计,行业市场规模有望达200亿元以上[图]

2019年06月17日 14:06:01字号:T|T

    高精度定位和高精度地图是实现自动驾驶落地必不可少的基础设施。地面传感器提供的是相对动态的车的信息,如周边物体位置、运动状态等。而一些诸如道路等级、道路曲率、坡度、车道位置等信息则比较难通过地面传感器获得,需要高精度地图和高精度定位来实现汽车相对静态信息的更新。高精度地图提供格式化存储交通场景中的各种交通要素,包括传统地图的道路网数据、车道网络数据、车道线以和交通标志等数据。高精度地图高精度地图+高精度定位的技术组合能够提供表征路面特征的精准信息和定位,结合传感器识别的道路上的其它车辆以及行人信息,共同做出决策。

    一、卫星精准定位

    高精度卫星定位在应用于自动驾驶时,采用地基增强系统提升定位精度。普通卫星在定位时需要通过同时接收至少4颗卫星定位的信息,用来确定经度、维度、高度以及时间差四个变量,从而实现对位置的定位。然而在由于信号在穿越电离层、对流层会产生一定波动,从而引起误差,定位精度在米级,离自动驾驶的要求甚远。为纠正该误差,引入RTK技术(载波相位差分技术),建立基准坐标参考站,在运算中消除误差,实时提供米级至厘米级的定位精度、事后毫米级定位精度的服务。

卫星导航定位结构图

数据来源:公开资料整理

    地基增强系统覆盖范围存限制,星基与地基增强技术的一体化成为卫星导航定位系统的

    建设方向。地基增强系统覆盖范围存限制,星基与地基增强技术的一体化成为卫星导航定位系统的建设方向。地基增强系统的使用虽然可以在提升精度,但其在覆盖范围存在限制,比如在通信信号难以覆盖的偏远地区,例如沙漠、海上、山区等。此外地基增强系统还存在维护成本高、并发压力大等技术缺陷。从而采用星基增强方法,将参考站获取到的矫正参数上传至卫星,再通过卫星发送,实现低成本、广范围的全球覆盖,可供几十亿用户使用。

    二、北斗高精度市占率

    北斗系统各项性能优越,有望全面超越GPS。在95%的置信度下,北斗导航系统定位精度为水平10米、高程10米(GPS:水平9米、高程15米),测速精度为0.2米/秒(0.006米/秒),授时精度为20纳秒(GPS:40纳秒)。综合来看北斗导航系统性能不逊于,甚至部分指标优于美国GPS。尤其是在亚太国家和地区,北斗导航的定位精度达到水平5米、高程5米,较GPS存在明显优势。根据计划,2019至2020年我国还将发射11颗北斗三号,实现与GPS对等的真正意义上的全球覆盖,性能有望全面超越GPS。

北斗与GPS全球服务性能指标

GPS(全球)
北斗(全球)
北斗(亚太)
定位精度
水平≤9米(95%置信度)
水平10米(95%置信度)
水平5米(95%置信度)
高程≤15米(95%置信度)
高程10米(95%置信度)
高程5米(95%置信度)
测速精度
0.006米/秒(95%置信度)
0.2米/秒(95%置信度)
0.1米/秒(95%置信度)
授时精度
≤40纳米(95置信度)
≤20纳米(95置信度)
≤10纳米(95置信度)

数据来源:公开资料整理

    星级增强系统和地面增强系统已广泛应用于测量测绘和智慧农业等行业应用。经测试评估,北斗地基增强系统广域米级、分米级实时差分定位精度水平分别小于2米、0.5米,垂直分别小于3米、1米;区域厘米级实时差分定位精度水平小于5厘米,垂直小于10厘米;后处理毫米级精密定位精度水平小于5毫米,垂直小于10毫米。出于国土安全考虑,海外的导航系统未能获得批准在国内建设,因此在国内的精度仍停留在米级水平,无法满足未来自动驾驶的对于精度的要求。

    前期由于GPS的先发优势,国内北斗企业存在元器件高成本的痛点。目前北斗全产业链所有关键元器件基本都已经实现了国产化,价格逐渐降低,成本竞争力增强。2017年国内在芯片实现历史性突破,自主研发出28nm北斗兼容芯片,最低单片价格不到人民币6元,并且总体性能达到甚至优于国际同类产品。华测导航高精度GNSS接收机和GIS数据采集器单价持续降低,其中GNSS接收机单价从2.00万元/套降至2016年的1.71万元/套,下降14.50%,侧面验证国内上市公司成本竞争力逐渐增强。预计,未来随着车联网的爆发,市场规模的扩大以及凭借国内人口红利,成本优势有望进一步凸显。

    三、高精度市场格局

    目前高精度GNSS是一个小众的市场,设备的出货量在十万级别,市场规模在十亿级别。而汽车出货量在千万级,产值级别为万亿级别,车联网的爆发将助力高精度市场成为下个百亿级市场。

2018-2025年销量车辆及增速预测

数据来源:公开资料整理

2018-2025年GNSS市场空间及测算

数据来源:公开资料整理

2018-2025年装备卫星高精度车辆及预测

数据来源:公开资料整理

    中海达、南方测绘、华测导航和合众思壮为主的四家厂商占据国内GNSS接受机市场绝大部分份额,2017年的份额分别为30%、30%、19%、17%。由于GNSS接收机性能和品牌的影响,随着定位精度要求的提升,行业整体表现来看GNSS接收机市场竞争壁垒较高,行业格局较为稳定。受益车联网高速增长,以及高精度受益车联网高速增长,以及高精度GNSS接收机芯片和板卡的国产化,未来高精度GNSS接收机的行业渗透率或逐步提升,行业龙头有望充分受益。

国内高精度GNSS接收机市场份额

数据来源:公开资料整理

    1、中海达

    中海达成立于广州,公司以卫星导航技术为基础,专注于测绘地理信息装备制造、服务及解决方案提供,产品目前应用于全球100多个国家和地区。公司是国产卫星导航接收机的先行者,国内市场占有率超过30%以上,持续多年保持行业领先地位。在实现核心技术不断积累同时,公司以卫星导航技术为基础,融合声呐、光电、激光雷达、UWB超宽带、惯导等多种技术,已形成“海陆空天、室内外”全方位的精准定位产品布局。

    制造RTK产品、GIS采集器、无人机、光电扫描仪产品和相关导航应用装备,自主研发了恒星一号”芯北斗高精度导航射频芯片和高精度板卡,实现为不同行业领域客户提供包括卫星导航定位装备、行业应用及方案集成、时空数据及运营设计服务。

    2、华测导航

    华测导航成立于上海,公司致力于提供高精度数据的采集和应用解决方案,专业从事高精度卫星导航定位相关软硬件技术产品的研发、生产和销售,并为行业客户提供数据应用及系统解决方案。主要产品包括高精度GNSS接收机、GIS数据采集器、海洋测绘产品、三维激光产品、无人机遥感产品等数据采集设备,以及位移监测系统、农机自动导航系统、数字施工、精密定位服务系统等数据应用解决方案。自主研发并掌握高精度GNSS基带信号处理、GNSS高精度算法、GNSS终端、导航与自动控制等核心技术,拥有产品及系统解决方案150余种,高精度导航领域产品专利400余项。目前已推出具有完全自主知识产权的北斗高精度定位目前已推出具有完全自主知识产权的北斗高精度定位GNSSOEM板卡B380,板卡面向北斗高精度定位、北斗导航、授时和北斗地基增强系统等应用领域,可提供厘米级的,板卡面向北斗高精度定位、北斗导航、授时和北斗地基增强系统等应用领域,可提供厘米级的RTK定位和毫米级载波观测值。

    3、合众思壮

    合众思壮成立于1994年,是国内较早进入卫星导航定位领域的公司。以“成为时空信息领域全球领先的高精度专业产品与服务提供商”为企业愿景,合众思壮专注时空信息领域,构建中国PNT新时空基准,发布了位置服务平台“中国位置”、全球星基增强系统平台“中国精度”和高精度时间同步应用系统“中国时间”。公司经历20余年快速发展,实现了全产业链布局,拥有了从高精度核心技术、板卡部件、终端设备、解决方案到服务平台的全产业链产品与服务,构建了以中国、美国、加拿大、意大利在内的国内、外产品研发生产与营销架构体系,产品行销遍布全球的90多个国家和地区。公司研制的“天鹰”四通道GNSS宽带射频芯片实现批量生产,“天琴”II代GNSSASIC基带芯片预计将于2019年实现批量生产。

    四、高精度地图发展趋势

    为自动驾驶而生,高精度地图逐渐走向成熟。高精度地图是L3及以上级别的自动驾驶不可或缺的一环,提供高精度定位、感知环境以及规划决策等功能。与一般导航地图相比,高精度地图的服务对象不是人类驾驶员,而是自动驾驶系统。此外高精度地图具备绝对精度更高、包含的道路交通元素更为丰富,包括车道模型、道路部件、道路属性的静态信息,以及包含天气、道路拥堵情况、施工情况在内的动态信息。丰富的内容涵盖致使高精度地图的数据量是普通地图的105倍甚至更多。经过近几年的发展,高精度地图已逐渐走向成熟,已能满足自动驾驶经过近几年的发展,高精度地图已逐渐走向成熟,已能满足自动驾驶L3级别的使用需求,开始逐渐走向商业化。高德于2019年4月11日宣布以每年每车不超过100元的成本价格,向合作伙伴提供标准化高精地图,将其看作基础设施。此举有望极大程度推动高精度地图在车辆上普及应用,加快自动驾驶的发展。

高精度地图与普通导航地图的差别

两层架构
详细内容
静态内容
车道及道路网,即车道中心线构成的拓扑网络,记录其类型、宽度、坡度、曲
率等信息;
路面标线,即各种路面标线、箭头、文字、立面标记、突起路标和道路边线轮廓
标等构成的交通安全设施等信息;
道路周边设施,如交通标志牌、交通信号灯、防护栏等信息。
动态内容
天气、道路施工情况、是否有事故等动态信息

数据来源:公开资料整理

    目前高精度地图仍处于探索阶段盈利模式未明确,但即使按照高德成本价100元/年/车计算,2018年机动车保有量约为2.4亿辆,市场规模约为240亿元。

    由于高精度地图涉及国家机密,从事导航仪地图相关的测量、制作及销售业务的相关活动全部需要经过国家测绘的许可,行业内高精度地图商数量较少。根据《测绘资质管理规定》,如若想申请甲级导航电子地图制作资质,除去对技术能力和以往生产业绩的要求,还需要满足人员设备和仪器设备的要求。具体来看,标注要求申请企业拥有测绘及相关专业技术人员100人(含注册测绘师5人,高级10人、中级20人),以及外业数据采集设备不得少于50台(定位精度≤10m)。根据泰伯网统计,截至2019年5月6日,全国有四维图新、高德、凯立德、易图通、武汉光庭、滴图科技、武汉中海庭、贵州宽凳、北京初速度、江苏晶众、江苏智途等仅19家单位获得了该资质。

    高精度地图无论是数据的采集、处理已经地图的生产制作都要求极高的技术含量以及巨大的资金投入,因此高精度地图企业大多背靠车企或者互联网巨头。19家获导航电子地图制作甲级资质公司中获得互联网公司和车企投资的分别为7家和4家,剩余的8家公司中4家为事业单位。就目前发展情况来看,BAT老牌图商的进展更为领先,百度地图、高德地图(阿里巴巴)、四维图新(腾讯)相对而言具备更强的竞争力,均已有高精度地图订单落地,其中高德地图分别拿下了凯迪拉克和吉利两大整车厂的订单。

    高精度地图边际成本较小,伴随市场成熟,行业或形成较为集中的格局。

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国电子地图行业市场前景分析及发展趋势预测报告

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