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2011年9月14-15日,由民生证券主办,以“结构转型逢 其时,消费成长比翼飞”为主题的秋季主题策略会在北京希尔顿逸林酒店正式召开。航天五院503所副所长、卫星应用专家宋海丰在活动现场发表演讲时表示,我国北斗二号系统的建设及卫星导航国家重大专项的实施,必将对我国卫星导航产业产生深远影响,未来五到十年,必将使我国卫星导航产业呈现爆发式增长,形成完整的产业链、规模化市场和国家级导航骨干企业。
以下为部分演讲实录:
我主要是把卫星应用方面,主要侧重在卫星导航方面,给各位做一个报告。报告主要分为三个方面:卫星应用是具有代表性的高新技术产业,越来越广泛地深入到人类生产和生活的各个领域,发挥出传统生活方式无法达到或者难以实现的作用,从根本上改变了人们的思维方式、生产方式和生活方式,促进了生产力的发展,使整个社会和人类的面貌发生了深刻的变化。发展卫星应用产业,已成为一个国家提高技术水平、改造传统产业,促进经济结构调整,推动经济社会又好又快发展的重要手段,并成为促进国民经济发展的重要领域之一。
我下面第二部分主要给大家介绍一下什么是卫星应用,卫星应用产业主要包括地面设备制造业、卫星服务业以及卫星制造业和卫星发射业。卫星制造业主要是如何把卫星研制出来,研制出来卫星以后,卫星发射业利用我们运载火箭,把卫星发射上天,地面设备制造业,就是我们卫星上天以后,地面的各类设备。最后一个是卫星服务业,卫星发射完了以后,如何保障卫星能有效地发挥作用。
卫星应用主要包括卫星导航、卫星通信和卫星摇杆。卫星导航技术主要是利用导航卫星发送的定位信号,并以导航卫星作为动态已知点,天上的每一个导航卫星的精确的轨道位置必须测出,通过他来实时测定运动载体的位置和速度,从而完成导航。我们车载导航仪能测出你汽车的位置,通过接收导航的信号,每一个导航卫星都有一个精确的位置,来计算出你汽车行走的路线和位置。
目前从全球来看,成熟的是GPS卫星,导航卫星主要特点是:第一,它有全球性,目前来看,全球覆盖率达到98%以上。第二是全天后,它不受时间和气侯的影响。第三是高精度,目前定位精度可以达到10米以下。再一个是高效率,静态定位只需要几分钟。最后一个特点是操作比较简单。
几个典型的应用,可能大家多有了解,一个是现代交通,卫星导航与通信相结合,实现了我们车辆导航、跟踪、监控、防盗以及和移动多媒体通信等多功能的现代物流产业以及智能交通。第二个应用就是地壳监测,监测地壳运动变化,研究地球变化,2000年建成了地壳运动观测网络,可以对地壳变化进行高精度测量,通过监测,科学地判定地震活动趋势,目前我们国家地震监测全是用了GPS。第三个典型应用是精密农业,卫星导航与卫星遥感和地理信息系统相结合形成的3S技术,使传统农业升级改造成为精耕细作的精细农业,这个图就是我们的一个收割车,它接收导航信号以后,按照运行路线来规划。
关于卫星通信技术,主要是利用通信卫星作为中继站,转发或发射无线电波,在两个或多个地球站之间进行通信,主要优点是通信距离远,覆盖区域大,可以进行多地址通信,第三是通信频带宽,机动灵活,可以为固定地球站以外的记载、船载甚至是个人终端提供通信服务。最后一个是通信链路稳定可靠,传输质量高。缺点是静止轨道延时大,一上一下延时时间达到0.6秒。低轨道卫星可以提供持续通信,但是比较麻烦的就是,它必须有多个卫星来承载。主要的典型应用一个是现在目前的应急通信,国家应急通信网正在建设。第二个是数字发行,利用卫星直接传输数字出版物,作为传统农家书屋的补充,重点解决现有农家书屋特别是西部偏远地区农家书屋的问题。
再一个是村村通工程,开展了广播电视村村通和电话村村通工程,完善基础设施,建设信息平台,开展信息下乡,实现20户以上通通村电视、村村通电话和村村通上网。关于卫星遥感技术,利用摇杆卫星接收处理物体辐射的电磁波信号,加工处理后提取出所探测物体的特征性质及其变化规律。主要优点是干侧面积达,范围广,获取信息的速度快,可定期或连续地见识同一个地区。主要应用有资源调查,在线监测,环境保护和城市规划。
第三个把卫星应用目前的概况报告一下。第一,国家政策引导下的卫星应用,随着我国在国防、经济等方面国际竞争力的提高,航天作为国力的象征,已经被放在国家战略基石的高度,国家陆续出台政策,来扶持航天产业的发展。
主要有这么几个,一个是2006年,国家中长期科学和技术发展规划纲要中,提出要建立军民结合的新的科研生产、科技管理体制,将有效改善现有的军口和民口的研发体系,主要是来提高科技投入的效能。
第二个是2007年关于促进卫星应用产业发展的若干意见和通知,提出要大力发展卫星应用产业,以及提高地面设备国产化率到2020年,地面设备国产化率达到80%,同时将建立推动完整的卫星应用产业链,尤其是2010年,国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定,其中卫星及卫星应用成为十二五战略性新兴产业研究的重点方向,将推动中国航天由试验应用型向业务服务型转变,形成新的经济增长点。今年国家十二五科学技术发展规划中,提出大力发展先进摇杆,地理信息技术导航定位等技术研究,和卫星移动通信等战略产生发展,有助于形成遥感信息、移动定位等新的增长点。
全球导航卫星系统,目前唯一全面运行的卫星导航系统,已启动新一代的三代GPS导航系统建设,2020年30颗卫星全部部署到位。俄罗斯正在进行组网,计划到2011年24颗星全部部署到位,。中国正在建设北斗二号一期区域系统建设,计划到2020年,我们将有30颗卫星全部到位。我们北斗二是我们国家十一五的目标。再一个就是欧盟,欧盟已发射了两颗试验卫星,现在按照它的规划,到2014年,发射工作卫星共计24颗。
从卫星导航产业来看,卫星导航定位技术应用十分广泛,从传统测量应用以及军工相关应用,已经渗透到许多新兴的行业,卫星导航已经成为与互联网、移动通信共同成为21世纪信息技术发展的三大支柱产业。很多专家和学者也说,主要是局限于我们的想象力,想象力到哪儿,导航技术应用到哪儿。从去年全球来看,到2010年,全球卫星导航的产值是760多亿美元。
卫星导航产业,国际的趋势主要的特点,第一,卫星系统融合,未来多个导航系统共存的局面,将直接引发多系统兼容的市场需求。第二,美国欧盟已达成各自系统间互操作性、兼容性的相关协议,这些特点必将促进系统间竞争,并带来对潜在市场的不断挖掘。第二是用户设备的融合,导航用户设备可以接受不同系统的信号,从而提高导航、定位精度、可靠性和空间信号完好性。导航用户设备与移动通信设备、汽车等大众通信、交通工具融合。便携式导航设备PND将成为最大的新兴导航市场,并影响汽车导航市场的分化。再一个就是市场竞争十分激烈,民用市场的竞争不仅涉及经济利益,更关系着系统的生存与发展。美国预测在2020年,全球卫星导航系统市场规模将达到2500亿美元。2013年后,四大导航系统并立的局面建立以后,将对现油市场格局产生巨大的冲击。
从国内来看,国内2009年,卫星导航产业从产值约550亿人民币,全球是660亿美金,继续保持着持续增长的势头,应用领域从以车辆导航为主,向综合信息服务、PDA、导航手机等新型领域不断扩展。目前国内主要为GPS应用,98%以上的终端来自进口,北斗导航系统应用所占份额还不足1%。
我们国家的北斗系统目前是三步走策略,第一个是在2003年个前,我们按计划成功发射3颗北斗导航试验卫星,建立起北斗导航试验系统,这两颗星精度达到100米,到明年为止,实现由12颗星组成的区域导航系统,主要是满足亚太地区的导航、定位和授时及短报文服务,定位精度达到10到15米。在规划中提出,在2020年要建成有五个静止轨道和30颗非静止轨道卫星覆盖的全球北斗卫星导航系统。定位精度将达到10米。为什么我们国家自己发展北斗,不用GPS呢?除了军事的地方以外,更重要的是涉及到国家的一些信息和经济安全方面,据我了解,我们国家通信授时全部依赖GPS。所以从民用来看,发展北斗是比较重要的。目前来看,我们我国已经发射8颗北斗二号卫星,其中6颗为业务星。
目前来看,北斗一号的应用主要是在这么几个方面?一个是水文、水情测报。在监控、指挥调查类主要是车辆监控、海洋监控、森林防火等等。这是大兴安岭森林火灾监控系统,运用的是我们北斗一号。这是海洋渔船监控系统,我们在南海,北斗星空在南海做了一套系统,主要是监控远洋捕鱼。这是海洋潮汐检测,以及海洋救援。这是青藏高原铁路监控。主要的应用特点,由于北斗一号系统具有GPS系统不能比拟的短报文通信功能优势,目前在典型民事应用主要集中于数据采集、监测类应用、监控、指挥调度类应用充分发挥了北斗系统的通信优势。
第二个,由于北斗一号系统在汶川抗震救灾中发挥显著作用,近一年来,北斗一号系统在灾害应急救援方面,获得了各部委的重视,应用装备已经大幅度增加。北斗一号系统目前主要的用户是涉及国家安全和经济安全的政府部门,军方和行业用户,由于终端价格竞争劣势等原因,目前还没有进入大众化的商用市场。
北斗一号系统在民用领域定位导航应用较少,主要原因是价格比较高、定位精度与GPS相比来看,处于劣势,所以我们现在积极在加速发展北斗二号。北斗一号系统具有GPS更强的授时功能,但是在目前关键行业并未得到普及应用,国家基础网络的时频系统与经济安全细细五相关,授时领域应该是北斗系统急需普及的大市场。
目前的产业规模来看,北斗一号芯片目前应用非常少,注册用户8万个左右,民用不到20%。北斗一号系统集成与运营,典型系统的南海渔业监控系统,用户刚刚超过1万个。在市场格局来看,从芯片厂家分为基带芯片,主要是中国航天的中国卫星和航天772所。射频芯片主要是中国电子集团的24所。功放芯片是浙江大学。射频模块厂家是石家庄的新元公司。用户机厂家是中国卫星、成都国星等等,这几家各占1/3市场。运营服务资质,目前国内只有七家具有北斗一号的分理商资质,北斗星通等七家。
小节来看,北斗一号应用市场主要涉及国家安全和经济安全的政府部门和军方。行业用户正在从应用GPS向应用北斗系统转化。GPS产品依靠气市场先发优势和成熟技术,低价位产品,仍然是打动化的民用商业导航市场的主导。我国导航产业虽然发展迅速,但目前整体导航市场尚不成熟,没有形成有序的应用产业链和规模化的市场环境,也未形成国家级的导航骨干企业。
这是到2003年发射的三颗北斗一号,它的寿命是8年,到今年基本到寿命了。目前国家正在发展北斗二号。所以北斗一号从当年发射到应用来看,尤其民用的效果不是很好,所以国家在十一五期间,就明确了要发展全球系统,所以北斗二号将是我们中国导航市场的一个新的发展方向。主要的需求来源于国家各有关部门和行业,主要是交通运输、农林水利、城市基础设施、防震救灾等等。目前二号导航领域市场竞争非常激烈,尤其集中在典型样机、应用示范工程等等方面。
其中典型样机目前分为整机和模块。整机分为基本型、双模型、监控型和授时型。模块分为射频模块、RNSS射频芯片、授时芯片、导航软件、结构统型、PRM芯片、加解密芯片等等,目前都在加紧研制。这是BP2007芯片已经研发出来了,这是PRM芯片,已经研发成功。这是统型的,它对结构的要求,对芯片的要求都有一个非常明确的要求,这是几个主要的厂家做的。这是导航软件。再一个就是特种型,特种型主要分为两类,一个是高动态的用户机,主要用在飞机上,包括我们未来的民航的飞机,将来都要用北斗,现在正在做试验。第二个是高性能用户机,这个是高端用户。
国家为了推动北斗的产业化,重点推出了几十个示范工程项目,目前林业、水利、交通等国家有关部门和行业已经启动了示范工程项目的论证,各个部委均开展了一到两个项目论证,这些项目论证大都采用招标的方式,每个项目都有三到四家以上单位参与这个示范工程建设。示范工程示范好了以后,将来来推广产业化。再一个就是关键技术与产业化项目方面,目前来看,一共有150多家单位参与了这方面的投标和研发。因为这个不仅关系到北斗二号一期,还有北斗全球系统关键攻关和系统设计,以及未来的地面的终端和芯片的研发,同步在进行。
从产业规划目标来看,2010年,在重大专项主导下,我国卫星导航应用产业年产值超过500亿,终端销售量超过350万台,核心技术国产化率达到4%,北斗终端年销售量达到2万台,应用产值占国内份额3%。2015年,北斗系统在国防和涉及国家、社会和经济安全的领域,将替代国外系统,或与其兼容使用,我国卫星导航应用产业年产值目前已经超过1500亿,终端年销售量达到2500万台,核心产品国产化率将达到80%,北斗终端年销售量超过100万台,应用产值占国内份额的10%。2020年市场和行业成为国家卫星导航应用推广与产业化作用主导,北斗系统将成为国家统一的时间空间基准,我国卫星导航应用产业年产值超过4000亿,终端年收入量达到2.6亿合套左右,这些应用不仅是在我们国内,更重要的是要进入国际市场。
小结,我国北斗二号系统的建设及卫星导航国家重大专项的实施,必将对我国卫星导航产业产生深远影响,未来五到十年,必将使我国卫星导航产业呈现爆发式增长,形成完整的产业链、规模化市场和国家级导航骨干企业的关键时期。这是导航方面的。
再一个是通信方面,主要分为固定业务卫星通信系统和移动业务卫星通信系统,和广播业务卫星通信系统和跟踪中继业务卫星通信系统。目前全球卫星通信产业的产值达到1600多亿美元,其中最大的是卫星服务业以及卫星设备制造业。国内来看,我们现在供固定通信业务使用的卫星资源比较充足,目前有11颗,同时我们国家自己研发的东方红四号卫星平台已经基本成熟,可以满足未来一段时间大容量通信卫星的需要,能够较好地补充地面通信网。公用网主要用于中央、各大区域等地区。在广播网主要覆盖全国卫星电视等等。在应用方面有应急通信,有卫星电视直播和数字应急广播及卫星宽带接入等等。
据估算,我国卫星通信仅在应急通信产品方面的市场需求将在未来突破1000亿元人民币,可带动电子制造、汽车改装等相关产业5000亿市场规模,再加上卫星电视、卫星电话和远程教育方面的应用,以及卫星宽贷业务、卫星高清电视直播等新商机的出现,卫星通信市场的发展潜力很大。
主要的发展趋势是,向综合、智能、融合方面发展。主要分为业务、终端和系统方面。在卫星遥感方面,主要分为气象、资源、海洋、环境与灾害监测。国际上卫星遥感最高分辨率已经达到0.1米。整个遥感市场来看,2010年结果大概是60多亿美元,世界遥感增值服务市场主要分布是在测绘和农业林方面的应用。
遥感方面国内来看,目前我国已经建立遥感应用体系,遥感应用主要向业务化运行。分为五个大方面,一个是国家基本资源与环境遥感动态信息服务体系,获取国土资源及环境背景的空间特征信息,时间变化信息,建立国土资源与环境时空数据库,满足政府宏观决策,相关学科深化研究对于数据的迫切需求。第二是重大自然灾害,遥感监测评估运行系统,形成对台风、暴雨、森林、草原等这些方面的监测能力,具备对突发灾害的快速反应能力。再一个是在区域宏观决策方面也有一些很大的应用。再一个就是气象应用方面,每天的天气预报基本上用的都是我们的气象卫星。再一个是海洋应用方面,主要是近海监测,海洋环境的监测等等,都是用的卫星。
从政策来看,1980年国家开始制定了遥感科技发展规划,迄今为止,一直作为国家科技发展重点领域给予支持。全国已经建立了专业遥感中心30余个,区域性遥感中心近40多个,从业人员大概10余万人,已经有超过300家的企业从事遥感技术的开发和应用,它的产值来看从2010年大概是50亿左右。
发展趋势来看,商业运行模式增多,数据源向高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率发展。随着高分数据进入市场,使商业行为的运营模式所占比例逐渐扩大。民用应用仍以政府投资为主政府部门和军事部门将是卫星遥感的主要用户。如果能说有可能有大的发展,就是多种应用手段的融合,尤其是卫星遥感信息禹伟行导航和通信日趋融合和相互集成,彼此优势互补。
好,我的报告基本就这个情况,从卫星应用发展来看,未来最大的商机就是卫星导航,一个是从国家层面,卫星应用,尤其是以导航为主的,是我们国家十二五重点发展的战略性新兴产业很重要的方向之一。第二个,在各省、自治区和区域,他们的规划中,包括北京市前一阶段做了十二五的规划,已经把卫星应用,尤其是卫星导航作为提升北京市经济转型和新的经济增长点的一个方面。