高精度定位和高精度地圖是實現(xiàn)自動駕駛落地必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。地面?zhèn)鞲衅魈峁┑氖窍鄬討B(tài)的車的信息,如周邊物體位置、運動狀態(tài)等。而一些諸如道路等級、道路曲率、坡度、車道位置等信息則比較難通過地面?zhèn)鞲衅鳙@得,需要高精度地圖和高精度定位來實現(xiàn)汽車相對靜態(tài)信息的更新。高精度地圖提供格式化存儲交通場景中的各種交通要素,包括傳統(tǒng)地圖的道路網(wǎng)數(shù)據(jù)、車道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、車道線以和交通標志等數(shù)據(jù)。高精度地圖高精度地圖+高精度定位的技術(shù)組合能夠提供表征路面特征的精準信息和定位,結(jié)合傳感器識別的道路上的其它車輛以及行人信息,共同做出決策。
一、衛(wèi)星精準定位
高精度衛(wèi)星定位在應用于自動駕駛時,采用地基增強系統(tǒng)提升定位精度。普通衛(wèi)星在定位時需要通過同時接收至少4顆衛(wèi)星定位的信息,用來確定經(jīng)度、維度、高度以及時間差四個變量,從而實現(xiàn)對位置的定位。然而在由于信號在穿越電離層、對流層會產(chǎn)生一定波動,從而引起誤差,定位精度在米級,離自動駕駛的要求甚遠。為糾正該誤差,引入RTK技術(shù)(載波相位差分技術(shù)),建立基準坐標參考站,在運算中消除誤差,實時提供米級至厘米級的定位精度、事后毫米級定位精度的服務。
衛(wèi)星導航定位結(jié)構(gòu)圖
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地基增強系統(tǒng)覆蓋范圍存限制,星基與地基增強技術(shù)的一體化成為衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的
建設(shè)方向。地基增強系統(tǒng)覆蓋范圍存限制,星基與地基增強技術(shù)的一體化成為衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的建設(shè)方向。地基增強系統(tǒng)的使用雖然可以在提升精度,但其在覆蓋范圍存在限制,比如在通信信號難以覆蓋的偏遠地區(qū),例如沙漠、海上、山區(qū)等。此外地基增強系統(tǒng)還存在維護成本高、并發(fā)壓力大等技術(shù)缺陷。從而采用星基增強方法,將參考站獲取到的矯正參數(shù)上傳至衛(wèi)星,再通過衛(wèi)星發(fā)送,實現(xiàn)低成本、廣范圍的全球覆蓋,可供幾十億用戶使用。
二、北斗高精度市占率
北斗系統(tǒng)各項性能優(yōu)越,有望全面超越GPS。在95%的置信度下,北斗導航系統(tǒng)定位精度為水平10米、高程10米(GPS:水平9米、高程15米),測速精度為0.2米/秒(0.006米/秒),授時精度為20納秒(GPS:40納秒)。綜合來看北斗導航系統(tǒng)性能不遜于,甚至部分指標優(yōu)于美國GPS。尤其是在亞太國家和地區(qū),北斗導航的定位精度達到水平5米、高程5米,較GPS存在明顯優(yōu)勢。根據(jù)計劃,2019至2020年我國還將發(fā)射11顆北斗三號,實現(xiàn)與GPS對等的真正意義上的全球覆蓋,性能有望全面超越GPS。
北斗與GPS全球服務性能指標
GPS(全球) | 北斗(全球) | 北斗(亞太) | |
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) | |
測速精度 | 0.006米/秒(95%置信度) | 0.2米/秒(95%置信度) | 0.1米/秒(95%置信度) |
授時精度 | ≤40納米(95置信度) | ≤20納米(95置信度) | ≤10納米(95置信度) |
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星級增強系統(tǒng)和地面增強系統(tǒng)已廣泛應用于測量測繪和智慧農(nóng)業(yè)等行業(yè)應用。經(jīng)測試評估,北斗地基增強系統(tǒng)廣域米級、分米級實時差分定位精度水平分別小于2米、0.5米,垂直分別小于3米、1米;區(qū)域厘米級實時差分定位精度水平小于5厘米,垂直小于10厘米;后處理毫米級精密定位精度水平小于5毫米,垂直小于10毫米。出于國土安全考慮,海外的導航系統(tǒng)未能獲得批準在國內(nèi)建設(shè),因此在國內(nèi)的精度仍停留在米級水平,無法滿足未來自動駕駛的對于精度的要求。
前期由于GPS的先發(fā)優(yōu)勢,國內(nèi)北斗企業(yè)存在元器件高成本的痛點。目前北斗全產(chǎn)業(yè)鏈所有關(guān)鍵元器件基本都已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)化,價格逐漸降低,成本競爭力增強。2017年國內(nèi)在芯片實現(xiàn)歷史性突破,自主研發(fā)出28nm北斗兼容芯片,最低單片價格不到人民幣6元,并且總體性能達到甚至優(yōu)于國際同類產(chǎn)品。華測導航高精度GNSS接收機和GIS數(shù)據(jù)采集器單價持續(xù)降低,其中GNSS接收機單價從2.00萬元/套降至2016年的1.71萬元/套,下降14.50%,側(cè)面驗證國內(nèi)上市公司成本競爭力逐漸增強。預計,未來隨著車聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā),市場規(guī)模的擴大以及憑借國內(nèi)人口紅利,成本優(yōu)勢有望進一步凸顯。
三、高精度市場格局
目前高精度GNSS是一個小眾的市場,設(shè)備的出貨量在十萬級別,市場規(guī)模在十億級別。而汽車出貨量在千萬級,產(chǎn)值級別為萬億級別,車聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)將助力高精度市場成為下個百億級市場。
2018-2025年銷量車輛及增速預測
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2018-2025年GNSS市場空間及測算
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2018-2025年裝備衛(wèi)星高精度車輛及預測
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中海達、南方測繪、華測導航和合眾思壯為主的四家廠商占據(jù)國內(nèi)GNSS接受機市場絕大部分份額,2017年的份額分別為30%、30%、19%、17%。由于GNSS接收機性能和品牌的影響,隨著定位精度要求的提升,行業(yè)整體表現(xiàn)來看GNSS接收機市場競爭壁壘較高,行業(yè)格局較為穩(wěn)定。受益車聯(lián)網(wǎng)高速增長,以及高精度受益車聯(lián)網(wǎng)高速增長,以及高精度GNSS接收機芯片和板卡的國產(chǎn)化,未來高精度GNSS接收機的行業(yè)滲透率或逐步提升,行業(yè)龍頭有望充分受益。
國內(nèi)高精度GNSS接收機市場份額
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1、中海達
中海達成立于廣州,公司以衛(wèi)星導航技術(shù)為基礎(chǔ),專注于測繪地理信息裝備制造、服務及解決方案提供,產(chǎn)品目前應用于全球100多個國家和地區(qū)。公司是國產(chǎn)衛(wèi)星導航接收機的先行者,國內(nèi)市場占有率超過30%以上,持續(xù)多年保持行業(yè)領(lǐng)先地位。在實現(xiàn)核心技術(shù)不斷積累同時,公司以衛(wèi)星導航技術(shù)為基礎(chǔ),融合聲吶、光電、激光雷達、UWB超寬帶、慣導等多種技術(shù),已形成“海陸空天、室內(nèi)外”全方位的精準定位產(chǎn)品布局。
制造RTK產(chǎn)品、GIS采集器、無人機、光電掃描儀產(chǎn)品和相關(guān)導航應用裝備,自主研發(fā)了恒星一號”芯北斗高精度導航射頻芯片和高精度板卡,實現(xiàn)為不同行業(yè)領(lǐng)域客戶提供包括衛(wèi)星導航定位裝備、行業(yè)應用及方案集成、時空數(shù)據(jù)及運營設(shè)計服務。
2、華測導航
華測導航成立于上海,公司致力于提供高精度數(shù)據(jù)的采集和應用解決方案,專業(yè)從事高精度衛(wèi)星導航定位相關(guān)軟硬件技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,并為行業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)應用及系統(tǒng)解決方案。主要產(chǎn)品包括高精度GNSS接收機、GIS數(shù)據(jù)采集器、海洋測繪產(chǎn)品、三維激光產(chǎn)品、無人機遙感產(chǎn)品等數(shù)據(jù)采集設(shè)備,以及位移監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)機自動導航系統(tǒng)、數(shù)字施工、精密定位服務系統(tǒng)等數(shù)據(jù)應用解決方案。自主研發(fā)并掌握高精度GNSS基帶信號處理、GNSS高精度算法、GNSS終端、導航與自動控制等核心技術(shù),擁有產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案150余種,高精度導航領(lǐng)域產(chǎn)品專利400余項。目前已推出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗高精度定位目前已推出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗高精度定位GNSSOEM板卡B380,板卡面向北斗高精度定位、北斗導航、授時和北斗地基增強系統(tǒng)等應用領(lǐng)域,可提供厘米級的,板卡面向北斗高精度定位、北斗導航、授時和北斗地基增強系統(tǒng)等應用領(lǐng)域,可提供厘米級的RTK定位和毫米級載波觀測值。
3、合眾思壯
合眾思壯成立于1994年,是國內(nèi)較早進入衛(wèi)星導航定位領(lǐng)域的公司。以“成為時空信息領(lǐng)域全球領(lǐng)先的高精度專業(yè)產(chǎn)品與服務提供商”為企業(yè)愿景,合眾思壯專注時空信息領(lǐng)域,構(gòu)建中國PNT新時空基準,發(fā)布了位置服務平臺“中國位置”、全球星基增強系統(tǒng)平臺“中國精度”和高精度時間同步應用系統(tǒng)“中國時間”。公司經(jīng)歷20余年快速發(fā)展,實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈布局,擁有了從高精度核心技術(shù)、板卡部件、終端設(shè)備、解決方案到服務平臺的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品與服務,構(gòu)建了以中國、美國、加拿大、意大利在內(nèi)的國內(nèi)、外產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)與營銷架構(gòu)體系,產(chǎn)品行銷遍布全球的90多個國家和地區(qū)。公司研制的“天鷹”四通道GNSS寬帶射頻芯片實現(xiàn)批量生產(chǎn),“天琴”II代GNSSASIC基帶芯片預計將于2019年實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
四、高精度地圖發(fā)展趨勢
為自動駕駛而生,高精度地圖逐漸走向成熟。高精度地圖是L3及以上級別的自動駕駛不可或缺的一環(huán),提供高精度定位、感知環(huán)境以及規(guī)劃決策等功能。與一般導航地圖相比,高精度地圖的服務對象不是人類駕駛員,而是自動駕駛系統(tǒng)。此外高精度地圖具備絕對精度更高、包含的道路交通元素更為豐富,包括車道模型、道路部件、道路屬性的靜態(tài)信息,以及包含天氣、道路擁堵情況、施工情況在內(nèi)的動態(tài)信息。豐富的內(nèi)容涵蓋致使高精度地圖的數(shù)據(jù)量是普通地圖的105倍甚至更多。經(jīng)過近幾年的發(fā)展,高精度地圖已逐漸走向成熟,已能滿足自動駕駛經(jīng)過近幾年的發(fā)展,高精度地圖已逐漸走向成熟,已能滿足自動駕駛L3級別的使用需求,開始逐漸走向商業(yè)化。高德于2019年4月11日宣布以每年每車不超過100元的成本價格,向合作伙伴提供標準化高精地圖,將其看作基礎(chǔ)設(shè)施。此舉有望極大程度推動高精度地圖在車輛上普及應用,加快自動駕駛的發(fā)展。
高精度地圖與普通導航地圖的差別
兩層架構(gòu) | 詳細內(nèi)容 |
靜態(tài)內(nèi)容 | 車道及道路網(wǎng),即車道中心線構(gòu)成的拓撲網(wǎng)絡(luò),記錄其類型、寬度、坡度、曲 率等信息; 路面標線,即各種路面標線、箭頭、文字、立面標記、突起路標和道路邊線輪廓 標等構(gòu)成的交通安全設(shè)施等信息; 道路周邊設(shè)施,如交通標志牌、交通信號燈、防護欄等信息。 |
動態(tài)內(nèi)容 | 天氣、道路施工情況、是否有事故等動態(tài)信息 |
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目前高精度地圖仍處于探索階段盈利模式未明確,但即使按照高德成本價100元/年/車計算,2018年機動車保有量約為2.4億輛,市場規(guī)模約為240億元。
由于高精度地圖涉及國家機密,從事導航儀地圖相關(guān)的測量、制作及銷售業(yè)務的相關(guān)活動全部需要經(jīng)過國家測繪的許可,行業(yè)內(nèi)高精度地圖商數(shù)量較少。根據(jù)《測繪資質(zhì)管理規(guī)定》,如若想申請甲級導航電子地圖制作資質(zhì),除去對技術(shù)能力和以往生產(chǎn)業(yè)績的要求,還需要滿足人員設(shè)備和儀器設(shè)備的要求。具體來看,標注要求申請企業(yè)擁有測繪及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員100人(含注冊測繪師5人,高級10人、中級20人),以及外業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備不得少于50臺(定位精度≤10m)。根據(jù)泰伯網(wǎng)統(tǒng)計,截至2019年5月6日,全國有四維圖新、高德、凱立德、易圖通、武漢光庭、滴圖科技、武漢中海庭、貴州寬凳、北京初速度、江蘇晶眾、江蘇智途等僅19家單位獲得了該資質(zhì)。
高精度地圖無論是數(shù)據(jù)的采集、處理已經(jīng)地圖的生產(chǎn)制作都要求極高的技術(shù)含量以及巨大的資金投入,因此高精度地圖企業(yè)大多背靠車企或者互聯(lián)網(wǎng)巨頭。19家獲導航電子地圖制作甲級資質(zhì)公司中獲得互聯(lián)網(wǎng)公司和車企投資的分別為7家和4家,剩余的8家公司中4家為事業(yè)單位。就目前發(fā)展情況來看,BAT老牌圖商的進展更為領(lǐng)先,百度地圖、高德地圖(阿里巴巴)、四維圖新(騰訊)相對而言具備更強的競爭力,均已有高精度地圖訂單落地,其中高德地圖分別拿下了凱迪拉克和吉利兩大整車廠的訂單。
高精度地圖邊際成本較小,伴隨市場成熟,行業(yè)或形成較為集中的格局。
相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國電子地圖行業(yè)市場前景分析及發(fā)展趨勢預測報告》


2022-2028年中國高精度地圖行業(yè)市場發(fā)展規(guī)模及投資方向分析報告
《2022-2028年中國高精度地圖行業(yè)市場發(fā)展規(guī)模及投資方向分析報告》共十二章,包含中國高精度地圖行業(yè)重點企業(yè)競爭分析,中國導航電子地圖行業(yè)發(fā)展因素分析,2022-2028年中國高精度地圖行業(yè)發(fā)展前景與建議分析等內(nèi)容。



