北斗导航产业链深度报告：上下游前景大好，北斗产业迎发展良机.pdf

1 中航证券金融研究所 分析师 ：李欣 证券执业证书号： S0640515070001 分析师 ：梅子豪 证券执业证书号： S0640518070001 电话： 010-59562474 邮箱： meizhavicsec 北斗导航产业链 深度报告： 上下游 前景大好，北斗产业迎发展良机 行业分类：国防军工 2018 年 07 月 10 日 股市有风险 入市须谨慎 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文后的免责条款部分 联系地址：深圳市深南大道 3024号航空大厦 29楼 公司网址： avicsec 联系电话： 0755-83692635 传真： 0755-83688539 投资要点 北斗卫星导航系统进军国际市场，踏入世界舞台。 全球卫星导航系统不仅是国家安全和经济的基础设施，也是体现一国现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。美国 GPS“一家独大”的时代已经过去，凭借在互动性与开放性上的优势，北斗已经具备了与其他系统在全球卫星导航应用领域竞争的能力。 基础设施不断完善，有利于下游应用市场逐渐拓宽。 我国北斗卫星导航系统建设进入了“三步走”战略的最后一步，并预计在 2020 年前后完成全球组网。此外，我国正在进行北斗地基增强系统工程建设，现其建设完成后，北斗导航卫星系统将具备为用户提供广域实时厘米级以及后处理毫米级定位精度的能力，届时将打 开测绘、精细农业、无人机、智能交通、形变监测、铁路航运等北斗高精度应用领域的广阔市场空间。 核心零部件技术亟待突破，大众市场国产化替代空间巨大。 目前，我国北斗产业上游领域中芯片、高精度板卡等核心零部件的技术与国外相比仍存在较大差距，产业产值主要集中在中游，产业发展尚处于初级阶段。我们认为，未来，随着上游核心零部件技术的发展、下游应用需求的扩大以及相关基础设施的不断完善，我国卫星导航产业即将迎来高速发展，在上游核心零部件领域具备技术优势、积极向行业应用及大众应用市场拓展的公司有望充分享受行业快速发展所带来的市场红利。 标的公司盈利预测 证券代码 证券简称 EPS（元） PE（倍） 17A 18E 19E 20E 17A 18E 19E 20E 300101.SZ 振芯科技 0.05 0.16 0.28 0.44 257 90 50 32 300036.SZ 超图软件 0.44 0.61 0.82 1.07 49 34 26 20 002405.SZ 四维图新 0.21 0.29 0.38 0.48 95 68 52 41 300045.SZ 华力创通 0.14 0.26 0.39 0.52 65 35 24 18 风险提示： 上游核心零部件发展不及预期 ； 下游应用需求扩大不及预期 行业投资评级 增持 中航 军工指数 972.64 年初至今 涨跌幅 -16.84% 基础数据 上证指数 -14.50% 深证成指 -16.62% 沪深 300 -13.98% 创业板指 -9.11% PE 58.61 PB 2.38 年初至今 行业表现 050100150200250-3 0 %-2 5 %-2 0 %-1 5 %-1 0 %-5 %0%5%10%15%2018/1/22018/1/102018/1/182018/1/262018/2/52018/2/132018/2/282018/3/82018/3/162018/3/262018/4/32018/4/132018/4/232018/5/32018/5/112018/5/212018/5/292018/6/62018/6/142018/6/252018/7/3单位：亿元成交额 军工指数 上证指数深证成指 沪深 300 创业板指2 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 目 录 1. 全球卫星导航系统概览 . 4 1.1 美国 GPS 的发展历史 . 4 1.2 四大全球卫星导航系统 对比 . 6 1.3 北斗卫星导航系统的建设现状 . 9 2. 北斗产业链发展 现状与前景 . 14 2.1 上游核心零部件技术亟待突破 . 15 2.2 中下游市场发展前景广阔 . 17 2.2.1 信息化战争提振北斗军用市场需求 . 19 2.2.2 地基增强系统推动北斗行业应用市场发展 . 21 2.2.3 北斗大众应用市场国产替代化空间巨大 . 25 3. 重点公司推荐 . 27 3.1 振芯科技：引入军民融合基金，加快北斗民用进程 . 27 3.2 超图软件： GIS 龙头，充分受益于国土三调及不动产登记 . 28 3.3 四维图新：完善芯片产业布局，持续深耕自动驾驶 . 29 3.4 华力创通：通导芯片技术领先，卫通业务爆发在即 . 30 3 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 图 表 目 录 图表 1：美国 GPS 产业发展的三个阶段 . 5 图表 2：四大全球卫星导航系统对比 . 6 图表 3：北斗卫星导航系统建设计划 . 10 图表 4：北斗卫星导 航产业相关政策文件一览 . 11 图表 5：我国卫星导航与位置服务产业高速发展 . 13 图表 6：北斗卫星导航产业链 . 14 图表 7：北斗芯片模块结构图 . 15 图表 8：板卡与芯片、终端的关系 . 17 图表 9：北斗导航系统的 三大应用市场 . 18 图表 10：全球 GNSS 产业市场份额的区域分布 . 19 图表 11：战争形态的演进路线 . 20 图表 12：我国近年来军费支出情况（亿人民币） . 21 图表 13：高精度位置信息在行业应用的需求分析表 . 22 图表 14：我国地基增强系统架构图 . 23 图表 15：北斗在高精度领域的应用 . 24 图表 16：前装及后装导航产品的特点 . 26 图表 17：振芯科技估值预测 . 28 图表 18：超图软件估值预测 . 29 图表 19：四维图新估值预测 . 30 图表 20：华力创通估值预测 . 31 4 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 1. 全球 卫星导航系统 概览 全球卫星导航系统（ GNSS）是指在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标、速度及时间信息的空基无线电导航定位系统。目前世界范围内共有四大全球卫星导航系统： GPS、 GLONASS、 GALILEO 以及 北斗卫星导航系统。其中，北斗卫星导航系统是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。 1.1 美国 GPS 的发展历史 世界上最早的全球卫星导航系统是美国的 GPS，其诞生于美苏冷战时期，最早的目的即是通过拥有能够在世界范围内实施精准、快速定位与导航的高端技术从而掌握制空权。美国国防部于 1973 年开始组织研制能 够满足陆海空三军需要的“导航卫星定时和测距全球定位系统”，简称 GPS。历时 20 余年，耗资 200 多亿元，美国在 1994 年 3 月正式建成 GPS 这一继“阿波罗”登月飞船与航天飞机后的第三大航天技术工程。 美国 GPS 产业的发展可以分为“保军限民”、“军民融合”、“兼容开放”三个阶段。其中，1989 年至 1999 年是美国 GPS 卫星的部署时期及其产业发展的“保军限民”阶段。 1991 年，GPS 在海湾战争中被首次运用于实战：尽管 GPS 当时尚未部署完毕，凭借已发射的 16 颗导航卫星，美国仍然实现了 GPS 卫星星座中至少三颗导航星对中 东地区的 24 小时不间断覆盖。在战争期间， GPS 为地面部队提供了在复杂地形中的定位及行军作战能力、满足了空军与海军的导航及定位需求、实现了导弹的精确制导并创造了 2 枚导弹先后攻击同一目标且后一枚导弹通过前一枚导弹炸开的洞口钻入目标内部爆炸的“战场奇迹”。 GPS 在海湾战争中得到了广泛应用，成为了战斗指挥和后勤支援中的关键辅助装备，并促使海湾战争成为了美国战争形态由机械化战争向信息化战争转变的开始。 5 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 然而 ， 在 GPS 产业发展的 “保军限民” 阶段 ，出于对美国国家安全的考虑，美国通过干扰卫星星历数据以及人为地引入一个高频抖动信号来限制包括民间用户在内的非经美国特许的用户利用 GPS 定位的精度，以避免 GPS 被敌方部队利用，这种措施被成为选择可用性技术（ SA Selective Availability）。 美国长期奉行强硬的 GPS 民用政策 ， 不仅坚持采用 SA 以降低 GPS 的民用精度 ， 而且不支持任何国家再建立和 GPS 平行的系统 。出于对其可使用性、安全性的考虑，国际社会并不满足于使用 GPS 这一美国出于军事用途所研制的、由军方所控制的当时全球唯一的卫星导航系统，如欧盟即对于建设自己的卫星导航系统 Galileo 持强硬态度。为此，美国在 1999 年 1 月以副总统文告的形式提出了“ GPS 现代化”，除了强调 要增加新的军用码 、强化军码的保密性能、增强抗电子干扰能力外，在民用领域，“ GPS 现代化”提出要改善民用导航和定位的精度、改善服务的持续性、提高导航的安全性以保持 GPS 在全球卫星导航系统中的领先地位、强化自身的竞争能力、占领国际市场。此外， 2000 年 5 月，美国总统宣布停止实施 SA 政策，自此美国 GPS 产业发 展的军民融合阶段正式展开，伴随着手机等移动智能终端的快速普及， GPS行业的发展转向民用大众领域，如车辆导航、个人位置服务（ LBS）等。 2010 年，由于 俄罗斯的 GLONASS、欧盟的 Galileo 以及我国的北斗卫星导航系统相继建设完成或开始建设，以及 GPS 作为单一卫星导航系统运行时所存在的 没有全部覆盖地球 、 可视卫星偏少 、 一些地方的 “城市森林”和多路径效应明显等问题，美国出台了新的国家空间政策，推动本国 GPS 产业发展进入了兼容开放阶段。 2010 年出台的国家空间政策首次摒弃了“排斥、对抗”的单边主义论调 ，鼓励开展国际合作，提高与国外卫星卫星导航系统的兼容性和互操作性，通过互作备份提高 GPS 服务可靠性，帮助本国产业开拓国外市场。新国家空间政策的出台旨在让民用、商用及生命安全等应用享受单一卫星导航系统无法图表 1： 美国 GPS 产业发展的三个阶段 资料来源： 中航证券金融研究所 6 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 提供的服务的同时，通过在国际合作中充分发挥美国的主导作用以保持美国在该领域的绝对领先地位、最大限度地维护美国自身的利益。 1.2 四大 全球卫星导航系统对比 全球卫星导航系统的建设具有重大的政治意义和显著的军事及经济效益 ：由于卫星导航系统产业的市场、技术以及资产都具有军民通用性，可以说谁拥有了这一高端技术，谁就会在 空间领域、军事、经济、高新技术的发展和应用等诸多领域处于领先地位。当今， GNSS 系统不仅是国家安全和经济的基础设施，也是体现一国现代化大国地位和国家综合国力的重要标志 。 由于其在 军事、 经济 及政治 上的重要意义，世界主 要军事大国和经济体都在竞相发展独立自主的卫星导航系统。目前， 美国、俄罗斯、中国和欧盟总计 4 个国家或地区拥有或正在建设覆盖全球的卫星导航系统。 图表 2： 四大全球卫星导航系统对比 系统 GLONASS GPS 北斗 Galileo 研制国家 俄罗斯 美国 中国 欧盟 首颗正式卫星 发射升空时间 1985 年 1989 年 2000 年 2011 年 卫星标准配置数量 25 颗 33 颗 35 颗 30 颗 在轨 卫星数量 24 颗 31 颗 25 颗 24 颗 应用时间 2007 年（服务俄罗斯） 2009 年（服务全球） 1994 年 2000 年（服务中国境内） 2012 年（服务亚太地区） 2016 年（早期工作能力） 竞争优势 抗干扰能力强 成熟 开放且具备短信通 信功能 精确度高 主要问题 不重视开发民用市 场 抗干扰能力较弱 尚未完全建成 尚未完全建成 后期发展 计划于 2025 年前将其更新为GLONASS-K 系统，届时定位精度可达 3m 预计于 2033 年部署完成由 GPS 三代卫星组成的空间星座，届时定位精度可达：水平 2.1m、高程3.2m 预计于 2020 年完成全球覆盖，届时定位精度 最高可达 2.5m 预计于 2019 年建成，届时将具备完全工作能力，最高精度可达 1m 以内 资料来源： 导航天地 、 国际太空、 维基百科、 中航证券金融研究所 7 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 GPS 是四大全球卫星导航系统中建成时间最早 、民用市场最成熟的系统。然而，因为 GPS每颗卫星的信号频率和调制方式都相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分（即码分多址，CDMA）而 GLONASS 采用频分多址（ FDMA）的方式，即所有的 GLONASS 卫星都发射同样的伪随机码但采用不同的频率发射，所以 GLONASS 具有更强的抗干扰能力。但是，频分多址的卫星识别方式具有用户接受机体积大且造价昂贵的缺陷，容易导致用户的接受程度不高。此外，尽管 GLONASS 早在 1995 年就紧随 GPS 建成运行，但是由于上世纪 90 年代中期俄罗斯的经济下滑严重、政府财政支持困难， GLONAS 的导航应用、在轨覆盖能力受到了极大 地影响，到 2002年 4 月，该系统只剩下 8 颗卫星可以运行，严重阻碍了 GLONASS 的民用市场发展，致使美国的 GPS 在很长一段时间内成为了唯一的全球卫星导航系统。 2001 年 8 月起，俄罗斯在经济复苏后开始 恢复 GLONASS 并进行 对其的 现代化建设工作， GLONASS 导航卫星在经历 10 年瘫痪之后终于在 2011 年底恢复 满星座 运行 。 欧盟的 Galileo 系统是 欧盟为了打破美国在卫星导航领域的垄断地位，而决定研发的由国际民间控制的民用导航系统。不同于 GPS 与 GLONASS 的军民共用的主导思想， Galileo 系统是世界上第 一个完全向民用开放的全球性定位系统 。 系统从 2002 年正式启动，目前已逐渐进入星座组网部署及工程应用阶段。根据设计方案， Galileo系统的 最高导航精度将达到 1 米以内，建成后的 Galileo 系统将在定位精度上形成对 GPS 及 GLONASS 的优势。由于 Galileo系统是多国合作项目 ，导航卫星的操控与建造由多国共同完成：其中，导航卫星由德国不莱梅轨道高技术公司与英国萨瑞卫星技术公司联合建造；德国负责监控卫星和星载仪器的情况以及控制卫星飞行轨道；意大利负责原子钟的同步和导航数据的生成；比利时将参与和支持德国 Galileo 系统控制中心的测试工作。然而，参与国经常出于各自利益而相互争执，导致Galileo系统的正式运行时间一再推迟并在 2016年 才具备早期工作能力，而根据最初的计划，Galileo 系统早在 2008 就应进入商业运行阶段。同时， 2017 年的 英国脱欧 事件 将为 Galileo系统的未来发展带来不确定性： Galileo 系统的发展完全由欧盟的公共资金支持，而作为欧盟“三巨头”之一的英国的脱欧将显著影响欧盟整体的经济能力；此外，英国萨瑞卫星技术公司是 Galileo 系统的联合建造商之一，如果其退出 Galileo 系统的 相关合同，将对 Galileo系统导航卫星的研发产生不利的影响。 虽然同属于正在组网建设中的全球卫星导航系统， 与 Galileo 系统无法确定能否按计划完成全面运行能力建设不同，我国北斗卫星导航系统建设正在稳步推进之中，并计划于 20208 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 年前后，建成北斗全球系统，向全球提供服务。北斗三号卫星导航系统在设计之初，就把目标放在尚未发射的第三代 GPS 导航卫星以及 Galileo 系统的设计指标上，建成后的北斗三号卫星导航系统定位精度 最高可达 2.5m，并且随着 北斗地基增强系统开始 提供初始服务， 未来将 具备为用户提供广域实时米级、 分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度的能力。此外，与其它全球卫星导航系统不同，北斗系统不仅能使用户知道自己的所在位置，还可以告诉别人自己的位置，特别适用于需要导航与移动数据通信的应用场合。此外，中国还致力于提高北斗卫星导航系统与其它全球卫星导航系统的兼容性，促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用。 受到来自 欧盟 Galileo 系统以及我国北斗导航系统的挑战 ，美国与俄罗斯纷纷开始进行对现有的全球卫星导航系统的更新换代。 2017年美国首颗第三代 GPS卫星成功交付美国空军，计划于 2018 年发射。按照计划， 2018 年将发射 2 颗第三代 GPS 卫星，此后计划以每年约 2颗的速度进行发射， 2033 年左右完成全部由第三代 GPS 卫星组成的空间星座的部署。届时，其精度 将 比以往提高三倍，抗干扰能力提高八倍。卫星寿命将延长至 15 年，比目前在轨的最新型 GPS 卫星还要长 25 ， 且将 首次使用新型民用信号，用于与其他全球导航卫星系统互操作。俄罗斯则开始对 GLONASS 采用军民合用 、不加密的开放政策，摒弃了前两代 GLONASS 卫星的频分多址技术 。 从 2011年开始发射的 GLONASS第三代卫星质量比以往的卫星轻一半以上，在轨工作时间长达 10 12 年 ，还采用了新型铯原子钟，定位精度和可靠性大幅提高。俄罗斯计划在 2025 年前将 27 颗 GLONASS 三代卫星全部送入太空，使 GLONASS 定位精度达到 3 米，并在卫星通信识别上新增了 2 个码分多址信号以提高其与 GPS 之间的兼容性和可操作性，GLONASS 在全球民用导航市场的竞争能力将得到显著增强。 总的来说 ，美国 GPS“一家独大”的时代已经过去，未来全球卫星导航系统将形成 GPS、GLONASS、 Galileo 和北斗四大系统竞相发展的局面。其中， GPS 胜在成熟， Galileo 胜在精准， GLONASS 最大的价值在于其强 大的抗干扰能力，而我国北斗卫星导航系统的优势则在于其互动性和开放性。在多系统并存的格局下，各国卫星导航系统之间的竞争将不断加剧，服务性能将成为 影响、甚至决定卫星导航系统在全球卫星导航应用领域竞争能力的关键，我国北斗系统虽已具备了与其他系统相 竞争的能力 ，但为完成其走向全球的征途仍需苦练内功。 9 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 1.3 北斗卫星导航系统 的 建设现状 上世纪 90 年代发生的“银河号”事件与“台海危机”为我国发展卫星导航系统埋下了伏笔。 1993 年，美国无中生有地指控中国“银河号”货轮将制造化学武器的原料运往伊朗，并强硬要求当时正在印度洋上正常航 行的“银河号”停船接受检查。在“银河号”拒绝该无理要求后，美国局部关闭了该船所在海区的 GPS 导航服务，使“银河号”只能自然停摆。而在1996 年的“台海危机”期间，解放军向东海海域发射了 3 枚导弹，以示对李登辉“两国论”的警告，但是第二及第三枚导弹却大大偏离了原定的落点范围。事后的军事分析表明，这两次发射失败极有可能是由美方突然中断 GPS 信号造成的。“银河号”事件与“台海危机”充分体现了我国拥有独立自主的卫星导航系统的重要性和必要性。 为了维护国家利益和安全 、 促进国民经济的发展 ，我国为北斗卫星导航系统制定了“三步走”发展规划：第一步，在 2000 年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务； 第二步 ，在 2012 年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；第三步，在 2020 年前后，建成北斗全球系统，向全球提供服务。 10 中航证券金融研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 行 业 深度报告】 图表 3： 北斗 卫星导航系统建设计划 资料来源： 中航证券金融研究所 目前 ，北斗一号与二号系统已经相继建成： 我国于 1994 年正式开始北斗卫星导航实验系统（北斗一号）的研制， 并在 2000 年发射了两颗静止轨道卫星，建立了具有中国自主知识产权的区域性卫星导航系统； 2004 年，中国启动了具有全球导航能力的北斗二号卫星导航系统的建设，在 2012 年完成了对亚太大部分地区的覆盖并正式提供卫星导航服务。 2015 年，我国开始建设北斗三号系统，进行全球组网。随着北斗三号第一、二颗组网卫星于 2017 年 11月 5 日成功发射，我国北斗卫星导航系统建设进入了“三步走”战略的最后一步。根据计划，北斗三号系统将在 2018 年覆盖“一带一路”国家， 2020 年完成建设并开始提供全球定位服务。 虽然我国全球卫星导航系统建设起步较晚 ，但是北斗卫星导航系统 在建设过程中吸取了美国 GPS 建设初期不重视开发民用 市场 从而 导致 GPS 民用技术进步缓慢 、 无法与军用技术协同发展的教训 。自 2005 年以来，我国出台了一系列政策以扶持北斗卫星导航产业的军民协同发展：在顶层战略规划方面，关于加速推进北斗导航系统应用有关工作的通知、国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定与“十三五”国家信息化规划等文件从国家层面 明确北斗卫星和导航系统在国家信息基础设施和战略性新兴产业中的核心地位 ， 并制定了相关的政策与法规 ；在产业发展战略规划方面，关于促进卫星应用产业发展的若干意见、