2022年GNSS市场规模及应用场景分析 卫星导航系统商业应用价值大小与定位精度密切相关

  • 来源:光大证券
  • 发布时间:2022/07/02
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华测导航(300627)研究报告:多维布局拥抱未来,车载业务扬帆起航。华测导航:国内高精度卫星导航定位领先企业。公司主营各类高精度定位导航智能装备和系统解决方案,主要应用在建筑和基建、地理空间信息、资源与公共事业、机器人与无人驾驶四大行业,经过多年的技术积累和研发投入,公司已经形成较完备的基础器件平台和全球服务平台。近年来,公司业绩稳定增长,盈利能力强。2021年,公司实现营收19.03亿元,同比+35.02%;归母净利润2.94亿元,同比+49.45%;公司2022年的经营目标为营业收入达到25.5亿元,同比增长34%;归母净利润达到3.7亿元,同比增长25.7%。高精度GNSS市场规模快速...

1、高精度GNSS:市场规模快速增长,下游应用市场多点开花

阵地 GNSS(Global Navigation Satellite System)全称为全球卫星导航系统,主要 用于空间定位及位置导航领域,是经济社会发展的重要信息保障。随着社会和经 济的发展,卫星导航系统越来越渗透到社会和人们的生活之中。如果没有自主可控的卫星导航系统,国家信息安全将缺少可靠的保障。目前,世界上成熟的全球 卫星导航系统主要有美国的 GPS 系统、俄罗斯的 GLONASS 系统、中国的北斗 系统、欧洲的 Galileo 系统。除此之外,还有日本准天顶系统(QZSS)和印度 区域导航卫星系统(IRNSS)两个区域卫星导航系统。

卫星导航系统商业应用的价值大小与定位精度密切相关,高精度定位被认为是卫 星导航系统应用中利润最为丰厚的细分领域。目前卫星导航定位的普通精度为 1-10 米,而高精度定位通过部署多星座和多频接收机以及利用 RTK、PPP、SBAS、 CORS 或其组合技术,减小导航系统定位误差,实现分米级、厘米级、毫米级的 定位精度,以满足测量测绘、空间地理信息等产业需求。 未来十年 GNSS 市场规模将快速增长,尤其是基于 GNSS 的增值服务。根据欧 盟航天计划机构(EUSPA),全球 GNSS 市场收入(包括设备和服务)将从 2021 年的 1990 亿欧元增长到 2031 年的 4920 亿欧元,年复合增长率为 9.2%,主要 来自于增值服务的收入。2021 年-2031 年,增值服务收入预计将以每年 11%的 速度快速增长,到 2031 年有望超过 3540 亿欧元(2021 年约为 1260 亿欧元) 。

目前我国 GNSS 产业处于稳定增长期,高精度应用市场占比仍较低,但处于快 速增长期。《2021 年中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》数据显示,2020 年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达 4033 亿元,较 2019 年增长约 16.9%,其中高精度 GNSS 产品及服务产值为 110.4 亿元,仅占卫星导航与位置 服务总产值的 2.73%。然而,高精度 GNSS 产品及服务增长迅速,同比增速达 到 47.6%,在电力、精准农业、精细化施工、高精度测绘、智能网联汽车等细 分市场中的基础设施建设,高精度器件和产品的销售规模呈现加速增长态势。

2020 年北斗高精度定位服务平台(北斗定位 2.0 版)的发布,可将民用手机的 定位精度提高到 1.2 米,大众消费级车辆导航等也可享受高精度定位服务。2020 年国内市场各类高精度应用终端(含测量型接收机)总销量接近 150 万台/套, 其中应用国产高精度模块和板卡的终端已超过 70%左右;高精度天线出货量接 近 150 万只。根据艾媒咨询发布的《2021-2022 年中国高精定位市场专题研究 报告》,预计 2021-2022 年国内高精度定位市场的增长率将超过 60%,到 2025 年,市场规模有望增长至 826 亿元,2022-2025 年复合增速约 39%。(报告来源:未来智库)

高精度 GNSS 产业链一般由上游基础器件、中游终端集成与系统集成、下游运 营服务构成。华测导航主营中下游的终端及解决方案,并通过高精度芯片、板块 等研发以及 SWAS 广域增强系统核心算法打造全球星地一体增强网络服务平台, 进入产业链上游和下游运营服务领域。

目前,我国卫星导航与位置服务产业链产值已呈现出向下游运营服务转移的趋 势。2014-2020 年,下游运营服务在产业链各环节中增长最快,下游运营服务产 值占比从 2014 年的 21%增长至 2020 年的 46.6%,首度超过中游终端、系统集 成产值。2020 年下游产值达到 1879 亿元,同比增长 23.2%,在总体产值占比 为 46.6%。

在交通运输、农林牧渔、电力能源等传统领域,北斗融合应用不断 深化,规模持续扩大,成效更加显著,并正在向铁路运输、内河航运、远洋航海、 航空运输及交通基础设施建设管理等方面市场纵深发展。此外,在工业互联网、 物联网、车联网等新兴应用领域,自动驾驶、自动泊车、自动物流等北斗融合创 新应用不断发展,经济效益逐步显现。随着未来时空服务和“北斗+”行业新业 态新模式发展,以及投资推动,预计下游服务产值仍将保持快速增长,成为产业 链的主要增长点。

2、 GNSS 下游应用场景分散

随着技术水平的成熟和相应需求的提升,高精度卫星导航定位应用范围持续拓 宽,除满足测量测绘、空间地理信息等传统产业需求外,逐渐渗入各行业应用, 如无人智能系统、精准农业、数字施工、自动驾驶等。根据中国卫星导航定位协 会发布的《2021 年中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》,我国卫星导航 与位置服务下游细分市场分为三大类,分别是行业市场(To B)、大众市场(To C)及特殊市场(To G),目前华测导航业务产品的下游应用领域主要集中在行 业市场和特殊市场,并通过乘用车自动驾驶高精度定位业务逐步切入大众市场。

EUSPA(欧盟航天计划机构)预测未来 GNSS 下游市场中,消费解决方案和道 路车辆应用在所有其他细分市场中占主导地位,2021-2031 年累计收入占比分别 为 61%和 29.2%,合计占比超 90%。消费解决方案的收入主要来自使用基于位 置服务和应用程序的智能手机和平板电脑的数据收入;而道路应用领域大部分收 入将来自于导航(车载系统(IVS))、紧急援助、ADAS 以及车队管理(包括保险)的 设备,它们将成为推动面向 GNSS 道路应用和服务的主要驱动力。在其他细分 市场的收入中,70%以上将来自农业(37%)、城市发展(26%)和基础设施建设 (20%)。农业市场的收入大部分依赖于商业增强服务和自动操作设备,而城市发 展和基础设施建设的主要收入来源与测绘应用(测绘、施工、选址或监控)有关。

GNSS 下游兼具大规模市场和“小而美”的市场,GNSS 企业有着广阔的发展空 间。诚然,基于 GNSS 的消费解决方案(如智能手机导航与位置服务)以及道 路应用(如 ADAS)是 GNSS 下游市场中的大蛋糕,随着高精度导航定位技术与 5G、大数据、人工智能等新技术进一步融合深化,GNSS 高精度应用在大众消 费市场的渗透率会进一步提升。但与此同时,我们认为不应该忽视 GNSS 应用 在商用端以及政府端的发展机会,例如位移监测、智能农机等。即使这些赛道远 不如消费和道路应用的市场规模大,但由于其带来的正外部性具有很大的社会价 值(例如地质灾害监测对于人民生命财产安全的保护),市场规模会随着社会发 展快速增长,同时,这些赛道并不拥挤,需要企业在相关应用领域长期沉淀。

2.1、测绘与地理信息:基建高投入拉动需求

测量测绘与空间地理信息产业是高精度 GNSS 技术的传统应用领域之一,是现 代测绘技术、信息技术、计算机技术、通讯技术和网络技术相结合而发展起来的 综合性产业,包括传统测量测绘产业、GIS(地理信息系统)产业、卫星定位与 导航产业、航空航天遥感产业的专业应用,还包括 LBS(基于位置服务)、地理 信息服务和各类相关技术及其应用。相关产品主要为高精度 RTK 接收机、GIS 数据采集器等终端设备以及 RTK 系列软件、精密定位服务系统、GNSS 云服务 等系统软件。根据中国卫星导航定位协会数据,2019 年我国高精度 GNSS 接收 机出货量超过了 20 万台(套)。

基建成为稳增长重要抓手,地方专项债发行节奏加快。2022 年 4 月 26 日,中 央财经委员会第十一次会议强调:“全面加强基础设施建设,构建现代化基础设 施体系,为全面建设社会主义现代化国家打下坚实基础。”会议指出,要全力扩 大国内需求,发挥有效投资的关键作用,强化土地、用能、环评等保障,全面加 强基础设施建设;要求新老基建投资加码,保持适度超前投资。2022 年 1-4 月, 我国基础设施建设投资完成额累计同比增长 8.3%,为 2018 年同期以来的最高 点(不考虑 21 年同期因低基数带来的高增长),基建投资回升明显。稳增长背 景下,加快专项债的发行进度成为今年政策重要的发力点,为基建注入可靠资金 来源。2022 年一季度新增地方债发行额达 1.5 万亿元,其中新增专项债发行约 1.25 万亿元,均超 2020 年同期历史最高发行规模。

由于测绘与地理信息在基建、工程、建筑、地质等领域的应用,基建投入与 北斗产业关联性较强。在地质勘探、矿产开发、水利、交通、建筑等国民经济建 设中,进行控制测量、矿山测量和线路测量等是必不可少的。因此,当传统基建投入加大时,会催生出对于 RTK、GIS 数据采集器等测量测绘工具以及地理信息 产业的增量需求。我们认为,2022 年基建的高投入会拉动与北斗产业相关的测 绘与地理信息市场快速增长。

2.2、位移监测:我国地灾监测缺口较大,需求紧迫

我国重点省份对地质灾害监测需求迫切。我国是世界上遭受自然灾害最严重的国 家之一,中南、西南地区地质灾害高发,洪涝灾害“南北多、中间少”。广西、 云南、贵州、四川、甘肃、陕西等重点省份位移监测发展需求具有长期性和迫切 性。位移监测系统主要应用于地质灾害多发区(如滑坡区、沉降区、露天矿、尾 矿)形变安全监测及预警等方面,实现地质灾害防治管理的科学化、信息化、标 准化和可视化。

我国持续重视对地质灾害的监测和预警。多数位移监测领域的应用为国家基础设 施类的工程项目,具有资金需求大、投入时间长、后续维护投入大的特点,对国 家投入依赖程度高。我国要求实现对自然灾害易发、多发、频发地区全方位、立 体化、无盲区动态监测,基本覆盖自然灾害重点领域,初步实现自然灾害风险综 合监测预警。

我国位移监测应用缺口较大,近年来地灾监测在政府采购推动下实现快速增长。 根据自然资源部数据,截至 2020 年底,我国已发现地质灾害隐患 33 万余处。 根据自然资源部于 2022 年 4 月 18 日召开的 2022 年全国汛期地质灾害防治工 作视频会议,2021 年全年成功预报地质灾害 905 起,涉及可能伤亡人员 2.5 万余人;汛前完成 2.2 万余处普适型监测预警点设备安装和并网运行。假设“十四 五”期间年均布局 2.5 万个监测点,假设每个监测点项目招标单价为 8 万元,则 2022-2025 年年均市场规模为 20 亿元。

除去地质灾害监测,位移监测还广泛应用于矿山安全、交通高边坡监测、水利水 电监测、应急监测和建筑形变监测等。在近些年的政策文件中,信息化管理在交 通、尾矿库、水利水坝等基础设施的除险预警工作中重要性进一步提升,而位移 监测系统是信息化管理的重要抓手,相关需求有望迎来快速增长。(报告来源:未来智库)

2.3、智能农机:乡村振兴+农业供给侧改革

“十四五”为乡村振兴重要窗口期,近年来乡村振兴政策多次强调提升农机装备 智能化和数字化。要深入推进农 业机械化供给侧结构性改革,大力推动机械化与农艺制度、智能信息技术、农业 经营方式、农田建设相融合相适应,引领推动农机装备创新发展,做大做强农业 机械化产业群产业链,加快推进农业机械化向全程全面高质高效发展。到 2025 年,全国农机总动力稳定在 11 亿 千瓦左右,全国农作物耕种收综合机械化率达到 75%;到 2035 年,“机械化+” 信息化、智能化全面应用于农业机械化管理、作业监测与服务,农业生产基本实 现机械化全覆盖,机械化全程全面和高质量支撑农业农村现代化的格局基本形 成。在补贴政策方面,2021 年中央财政安排农机购置补贴资金 190 亿元,比 2020 年增加 20 亿元,并优先支持农机装备的转型升级。

土地流转制度的完善,奠定了农业生产向智能化、数字化转变的基础。2021 年 3 月 1 日起,《农村土地经营权流转管理办法》正式实施,土地流转呈加快之势, 并明确土地经营权流转要确保农地农用,优先用于粮食生产。鼓励农户按照依法、 自愿、有偿的原则,采取出租(转包)、入股等方式流转土地经营权,发展粮食 适度规模经营。根据 2021 年 7 月十三届全国人大三次会议第 3980 号建议的答 复内容,全国已有 1239 个县(市、区)、18731 个乡镇建立农村土地经营权流 转服务中心,全国家庭承包耕地流转面积超过 5.55 亿亩,其中,流转用于种粮 的达到 2.95 亿亩。随着流转土地持续增加,农业生产向集中化、规模化发展, 势必会催生对于农业机械化、智能化、数字化的强劲需求。

农业规模化发展叠加农户年龄结构更新将带来全新农机自动化增量需求。 2016-2020 年我国农业机械总动力开始恢复上升,2020 年,我国农业机械总动 力为 105622.15 万千瓦,同比 2019 年增长 2.79%;与此同时,近十年来农机购 机用户总体呈现明显下降趋势,2021 年更是到达了历史低位,仅为 103 万人。 从以上数据可以看出,农业生产确实在向着规模化、集中化发展。此外,随着国 内人口年龄结构不断更新,农村劳动力持续减少,农业生产未来会面临“谁来种 地、怎么种地”的问题。新一代农户更倾向于机械化、智能化的作业方式,促进 了农业机械向智能化方向的转变,自动驾驶农机将成为解决农业痛点问题的一个 新选择。

基于上述因素,我国农机自动驾驶产业目前正处于快速发展期。据农业农村部发 布的数据,2020 年农机已支持安装北斗终端超过 2.3 万台套,较上年接近翻了两番;其中,农机自动驾驶系统销售 1.7 万套,同比增长 188%。根据国家统计 局数据,2020 年我国农用大中型拖拉机保有量为 477 万台,以此计算,农机自 动驾驶渗透率不足 1%,未来市场空间广阔。根据佐思汽研预测,2025 年中国 农机自动驾驶系统销量将达到 11.5 万套,2021-2025 年复合增速将达到 47%。

农机自动驾驶系统是精准农业的核心。精准农业的核心是建立一个完善的农田地 理信息系统,是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。GNSS 相关技术 渗透包括地理定位、数据采集、数据分析、精准处理四大运作环节,解决精准农 业“定位、定时、定量”中的“定位”问题。农机自动驾驶系统利用卫星定位、 机械控制、惯性导航等技术,使农机按照规划好的路线,自动调整行进方向,作 业精度可达厘米级,可适用于插秧、开沟、耙地、播种、起垄、施肥、喷药、收 获等各种农业作业环节。农机自动驾驶系统不仅能够节省劳动力,而且能够保障 作业精确性,从而提高土地利用率、减少农资消耗和机具磨损。据中国卫星导航 定位协会数据,基于北斗的农机自动驾驶系统可节约 50%的用工成本。

对比发达国家农业机械化水平来看,目前我国农业机械自动化仍具有较大潜力。 据农业农村部统计,2020 年我国农作为耕种收综合机械化率为 71%,目前发达 国家农业机械化水平普遍在 90%以上,其中美国、日本和韩国农业机械化率更 是达到 99%以上。安装自动导航系统,已是发达国家大型农机特别是大型拖拉 机的必要装备,在美国,凯斯、约翰迪尔等企业生产制造的 100 马力以上大马 力拖拉机,在出厂之前就已经配置农机自动导航系统供用户选择。

而国内农机自 动导航系统因为价格、技术、用户习惯等原因,仍以后装市场为主。后装市场中,2017 年之前以国外品牌的自动驾驶系统为主,2017 年之后国产品牌逐渐掌握市 场的主导,技术水平、产业链体系与国外品牌差距逐步缩小,但未来进步空间仍 大。以国际领先导航设备生产商天宝导航提供的智慧农场 4.0 方案为例,联合收 割机、农用无人机等可集成高精度 GNSS 设备的农业机器未来都将被广泛应用 于精准农业事业的发展,进一步拓宽 GNSS 相关技术的农用市场。

2.4、无人机、无人船:多领域测绘、监测、巡检新宠儿

2022 年 2 月,自然资源部印发《自然资源部办公厅关于全面推进实景三维中 国建设的通知》,明确提出,到 2025 年,5 米格网的地形级实景三维实现对全 国陆地及主要岛屿覆盖,5 厘米分辨率的城市级实景三维初步实现对地级以上 城市覆盖,50%以上的政府决策、生产调度和生活规划可通过线上实景三维 空间完成。三维激光扫描仪、多平台激光雷达、倾斜摄影影像、激光点云等新 一代测绘技术迎来重大发展机遇,通过获取不同大小场景的空间全要素信息, 实现数据采集从“二维”到“三维”的跨越。实景三维可广泛应用在建筑、水 利、消防、应急、能源等领域,并助力博物馆、地产、会展、测绘、BIM、工 装、地下空间可视化等诸多行业实现数字化转型升级。

无人机

结合高精度导航技术和无人机技术的行业级航测无人机可搭载倾斜相机、激光 雷达、三维激光扫描仪等设备,应用于建筑规划、勘察测绘、交通、电力、林 业、水利等行业。航测无人机可以获取不同大小场景的空间全要素信息,强化 对各类模拟状况的分析及三维可视化管理,有效提升运维水平和效率,构建实 景三维城市,为智慧城市提供基础数据支撑;还为山、水、林、田、湖、草等 自然资源生态保护提供更高效的技术手段。

根据 Frost&Sullivan 数据,2020 年中国工业无人机市场规模为 274 亿元,过 去五年复合增速为 55.6%,处于高速增长态势。在各行业应用中,地理测绘 及农林植保应用市场合计占比超 50%。地理测绘应用占比呈逐年上升趋势, 2020 年占工业无人机市场总规模的 29%,超过农林植保领域占比,成为工业 无人机最大应用领域。

无人船

随着自动控制、物联网、大数据等技术的快速发展,以及交通领域的自动化、智 能化趋势愈发明显,无人船这一细分赛道也迎来了快速发展期。无人船应用领域 主要分为军事和民用两大类,其中在军事领域,无人船可以执行扫雷、反潜作战、 电子战争、支持特种作战等军事任务;而在民用领域,无人船主要被用来测绘地 质地貌、实现水产养殖的自动化喂养以及进行环境和水质的测量等。

为了满足作 业需求,无人船一般需要搭载高精度、惯性导航、测探仪等设备。 我国无人船市场“军转民”现象日益明显,民用无人船市场占比日渐提升,已经 超过军用消费市场占比。国内各无人船企业纷纷推出不同种类的无人船,例如: 环境监测无人船、海洋调查无人船、无人安防救援船、无人航运、无人驾驶清洁 船、无人驾驶割草船等。根据智研咨询数据,2019 年国内民用无人船市场规模 为 1.8 亿元,过去五年复合增长率为 108%,而军用无人船 2019 年市场规模为 1.6 亿元。

华测导航基于高精度 GNSS+INS+无人船控技术,结合了通信、雷达避障、视觉 测距等技术,开发了以无人船为载体,搭载声纳、多波束、激光扫描仪等传感器 设备的水下、水上测绘解决方案,成为水文测验、洪水应急监测的市场首选,广 泛应用于全国各大水文站的流量监测、水上水下地形测绘等项目,致力于“让水 域探测走向无人化”。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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