2017-2022年中国电动汽车充电站市场发展现状及投资方向研究报告(目录)
更新时间:2023-10-07 07:40:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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2017-2022年中国电动汽车充电站市场发展现状及投资方向研究报告(目
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2017-2022年中国电动汽车充电站市场发展现状及投资方向研究报告(目录)
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随着全球能源危机和环境污染的日益加重,全世界各国政府都意识到节能减排将成为全球广泛关注的热点问题。电动汽车以车载电源为动力,在使用过程中对环境影响极小,发展电动汽车已经成为解决能源危机、环境危机的重要手段。十多年来,随着动力电池技术的发展,电动汽车已在欧美、日本等发达国家初步形成规模市场。
中国也提出了到2020年电动汽车保有量达到500万辆的发展规划。在国家相关政策的推动下,随着科学技术的发展,我国电动汽车产业化的步伐正在逐步加快。电动汽车已经逐步成为我国实现低碳环保经济和构建坚强智能电网的重要组成部分。电动汽车充电站作为电动汽车有效配套补给设施,充电站的建设对电动汽车的推广和普及具有重要的意义。
电动汽车充电站规模化建设是一个复杂的综合建设工程,它不仅涉及土地和财政投入,还需考虑车辆交通的流量问题;它既要充分考虑电动汽车的规模和渗透率,又要考虑城市路网结构;它在考虑电动汽车充电负荷分布的同时还要考虑充电对配电网的影响。因此在充电站规模化建设的过程中,规划是一个相当重要的环节。本文针对不同电动汽车充电站的特点对充电站进行了分类,综述了最近几年的充电站规划优化研究成果并对未来电动汽车充电站的研究方向进行了展望。
1电动汽车充电站分类
电动汽车充电站是电动汽车电能补偿的重要设施,国内外学者对各种不同类型的充电站优化规划进行了研究。针对各种充电站的不同特点,本文首先对不同类型充电站进行了分类总结。
1.1城市常规充电站
城市常规充电站建设在城市中心区域中,主要用于解决私人电动汽车、公共交通电动汽车的电能补给问题,该充电站包含慢充、快充两种方式,是国内外学者研
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究最为广泛的一种充电站。
1.2公共交通换电站
公共交通换电站是专门为电动公交车提供充换电服务的充电站。公交车具有班次固定、出发时间固定、运营路线固定的特点。电动公交车具有相同的电池规格,更换电池方便,因此常采用电池换电模式进行能量补给。
1.3高速路网快充站
高速路网快充站是建设在高速公路沿线为电动汽车提供电能补给的快速充电站,它是电动汽车在城市间远距离行驶的保证。
1.4含分布式电源的充电站
含分布式电源的充电站是包含风能、太阳能等分布式能源的电动汽车充电站。将分布式绿色能源与电动汽车充电相结合是未来智能电网发展的一个重要方向。
2电动汽车充电站规划影响因素
2.1电动汽车充电站规划总原则
提出了电动汽车充电站规划总原则,主要包括充换电需求、充电站服务半径、输配电网规划、城市路网规划等方面。
2.1.1充换电需求
电动汽车的充换电需求主要取决于电动汽车单位行驶里程的耗电量和城市道路中的电动汽车密度,充换电站的规划选址要充分考虑充换电需求分布,充换电站应当建于电动汽车密度较大的区域,从而让用户可以获得及时且有效的充换电服务。
2.1.2充电站服务半径
一座选址合理的充换电站可以覆盖它服务半径内所有的充换电需求,或者说所有电动汽车用户在产生充换电需求时都应被至少一座充换电站所覆盖。建设充换电站时,在保障充换电站数目的前提下,合理的服务半径可以使所有电动汽车用户都能得到有效的覆盖。
2.1.3输配电网现状
为使充换电站能够正常运营,需要配电公司提供持续的电力支持,城市配电网规划是促进城市电网发展,系统合理供电的前提。
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2.1.4城市路网规划
充换电站作为一个有关城市公共基础设施建设的项目,应当满足城市总体规划要求。要兴建完备的充换电站网络,需要把充换电站网络的总体布局规划当作充换电站布局选址的宏观指导依据。
2.2不同类型充电站规划重点考虑因素
电动汽车充电站规划总原则可以指导我们对电动汽车充电站布局进行合理规划,但由于不同类型充电站的特点不尽相同,规划设计时考虑因素的侧重点也不一样。
2.2.1城市常规充电站规划重点考虑因素
城市常规充电站建设在城市中心区域,这种类型充电站在进行建设时会对现有城市状况产生重大影响,因此为了满足区域内电动汽车的充电需求,在对城市常规充电站进行规划建模时需重点考虑三个因素:城市地理信息状态、充电站建设和运行综合成本、城市配电网结构和容量。
2.2.2公共交通换电站规划重点考虑因素
电动公交车具有班次固定、出发时间固定、运营路线固定的特点,公共交通换电站运营模式主要有“集中充电+换电”和“就地充电+换电”两种,在对公共交通充电站进行规划建模时需重点考虑四个因素:用户更换电池的总加权距离、充电站服务便捷性、配电网容量、充电站建设成本。
2.2.3高速路网快充站规划重点考虑因素
高速路网快充站建设在高速公路沿线,在高速公路上行驶的汽车具有方向单向性的特点,因此在对高速路网快充站进行规划建模时需重点考虑三个因素:充电站距离高速公路入口距离、电动汽车续航里程和充电需求、最小化建设成本和接电网成本及运维成本。
2.2.4含分布式电源充电站重点考虑因素
含分布式电源充电站包含风力和光伏等新能源发电装置,在规划时需考虑新能源发电的特点,因此对含分布式电源充电站进行规划建模时需重点考虑四个因素:分布式电源(DG)的总成本(网损、投资和运行成本)、风光资源和负荷的随机波动性、新能源消纳、交通路网和配电网。
3电动汽车充电站规划数学模型和优化算法
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针对不同类型的电动汽车充电站规划,国内外学者进行了大量的研究,提出了不同的数学模型和优化算法。
3.1城市常规充电站规划优化数学模型和优化算法
基于Voronoi图和排队论理论构建公共充电站优化规划数学模型,采用改进粒子群算法对参数进行优化求解。基于建设运维成本、充电途中电量消耗成本以及充电站等待充电成本构建城市电动汽车充电站最优规划模型,提出采用差分进化混合粒子群算法对系统模型进行求解。基于充电站全寿命周期成本计算方法,文献26将交通路网车流量、电网电能质量及用户充电需求作为约束条件构建电动汽车充电站优化规划数学模型并采用量子遗传算法对系统参数进行优化求解。基于电动汽车SOC特点和行驶习惯,采用加权Voronoi图法构建电动汽车充电站规划数学模型,采用粒子群优化算法对系统参数进行优化。基于交通地理信息和建设运维成本构建城市电动汽车充电站选址定容优化数学模型,采用量子粒子群算法对充电站优化规划模型进行求解。
3.2公共交通换电站规划优化数学模型和优化算法
基于更换电池的总加权距离和建设运维成本构建换电模式下的电动汽车充换电网络数学模型,将粒子群算法与交叉中值法及贪婪算法相结合对系统参数进行优化求解。基于电动汽车公交车换电需求和充换电行为构建电动公交车换电站/电池充电站优化规划数学模型,采用近邻传播聚类算法和排队论方法对优化模型进行求解。基于建设投资成本和运行维护成本构建了集中型充电站容量规划数学模型。针对\集中充电、统一配送”的换电池运营模式,基于电力和交通网络系统建立了集中型充电站规划优化数学模型。基于全寿命周期成本理论建立电动汽车低渗透率下的供能模式及供能设施的最优规划数学模型,采用Voronoi图和仿电磁学算法对优化模型进行求解。
3.3高速路网快充站规划数学模型和优化算法
分两个阶段对高速路网上电动汽车充电站进行布局优化,第一阶段基于充电站距高速出入口距离及电动汽车SOC确定候选站址,第二阶段基于充电需求及建设运维成本对充电站进行定址定容。基于电动汽车负荷分布和续航里程建立高速公路充电站寻址定容数学模型,并采用排队论理论分析充电站运行服务能力。
3.4含分布式电源充电站数学模型和优化算法
基于可再生能源利用率和系统建设运维成本,建立含光伏发电系统的电动汽车充电站数学模型,采用快速非支配排序遗传算法对多目标优化规划模型进行求解。基于电力负荷、风电机组出力及入网电动汽车构建分布式电源选址定容优化模型,采用基于蒙特卡洛模拟和灾变非支配遗传算法求得系统最优解。文献35基于风光系统和电动汽车充放电构建含电动汽车充电站的风光互补系统容量优化数学模型,采用微分进化算法对系统参数进行优化求解。
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4小结
电动汽车充电站作为电动汽车有效配套补给设施,充电站的建设对电动汽车的推广和普及具有重要的意义。本文对各种类型的充电站进行了分类总结,分析了各种充电站的特点和规划影响因素,并对国内外学者关于充电站规划优化方面的研究成果进行了总结。目前,我国充电站建设如火如荼,在未来充电站规划研究中,以下方面需要格外关注:一是城市充电站规划优化设计时需考虑对环境和居民生活的影响,将环境噪声和居民生活舒适度等纳入充电站建设成本考虑;二是将充电站规划建设纳入国家的\统一坚强的智能电网”的战略目标和技术体系中去,将电动汽车充电站与智能电网建设成一个有机的整体;三是建立电动汽车充电站规划建设评价体系,通过创建理想的充电站建设评价系统,更好地引导电动汽车充电站建设,激励电动汽车产业迅速健康发展。
观研天下发布的《2017-2022年中国电动汽车充电站行业盈利现状及投资方法研究报告》内容严谨、数据翔实,更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展动向、市场前景、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,以及我中心对本行业的实地调研,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。它是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是全面了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。
本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测数据库。
第一章中国电动汽车市场深度剖析
第一节中国电动汽车发展的必要性及迫切性
一、节能及新能源汽车是全球汽车产业的发展方向 二、中国汽车业在传统技术路线上追赶很艰难
三、电动汽车为中国汽车产业实现跨越提供重大战略机遇 四、发展电动汽车的重要意义
五、中国在电动汽车领域的发展机遇可能稍纵即逝 第二节中国电动汽车产业发展现状 一、中国发展电动汽车的优势和劣势 二、中国电动汽车市场的快速发展
三、我国电动汽车产业已具备研发和生产能力 四、中国电动汽车进入快速发展新阶段 五、我国电动汽车产业的市场应用概况 第三节电动汽车产业化简析
一、中国电动汽车产业化步伐不断加快
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二、标准经济条件下的电动汽车产业化标准框架构建 三、基于钻石体系的电动汽车产业化制约因素分析 四、依靠政府主导力量促进电动汽车市场产业化 第四节电动汽车推广的条件分析 一、社会条件 二、技术条件 三、经济条件 四、基础设施条件
第五节中国电动汽车市场分析
一、中国电动汽车市场规模及增长情况 二、外资企业加速进军中国电动汽车市场 三、中国电动汽车市场发展状况分析
第二章中国电动汽车充电站行业总体分析 第一节中国电动汽车充电站发展的基础
一、低碳经济催生中国电动汽车行业快速发展 二、中国应选择适合国情的电动汽车能源供给模式 三、充电站将成为电动汽车业赖以发展的配套设施 第二节中国电动汽车充电站发展概况
一、我国电动汽车充电站行业发展势头良好 二、中国持续推进电动汽车充电设施建设 三、各地大力推进电动汽车充电站建设 四、国内首座电动汽车示范充电站建成
五、我国电动汽车充电站行业掀起发展热潮 第三节中国电动汽车充电站市场的竞争格局 一、四大央企布局国内电动汽车充电站市场 二、能源企业建设电动汽充电站的优劣势比较 三、电动汽车充电站成电网企业战略转型突破点 四、国内车企积极研发电动汽车不同充电模式 第四节电动汽车充电站的标准化
一、中国电动汽车充电站标准化进展状况
二、国内首批汽车充电设施地方标准通过审定 三、标准缺失制约我国电动汽车充电站推广进程 四、我国加快制订电动汽车充电接口标准 第五节电动汽车充电站发展应注意的问题 一、我国电动汽车充电站发展面临的瓶颈 二、电动汽车充电站建设应避免垄断 三、电动汽车充电站的技术瓶颈亟待突破
四、民营企业进军电动汽车充电站领域仍需谨慎
第三章中国电动汽车充电站的建设及运营分析 第一节电动汽车发展对充电技术的要求 一、充电快速化
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二、充电通用化 三、充电智能化
四、电能转换高效化 五、充电集成化
第二节电动汽车充电模式比较 一、常规充电 二、快速充电 三、机械充电
第三节电动汽车充电站的选址布局 一、影响电动汽车充电站布局的因素 二、电动汽车充电站的选址原则 三、电动汽车充电站的规划建议 第四节电动汽车充电站的建设 一、电动汽车充电站的结构组成 二、电动汽车充电站基础设施的功能 三、充电站外部接入方式的影响因素 四、各类充电站的外部接入方式 五、决定电动汽车充电站规模的因素 第五节电动汽车充电站的运作 一、电动汽车充电站的运作流程 二、运作电动汽车充电站的相关要求 三、电动汽车充电站运营中面临的挑战
四、运作集中更换蓄电池的充电更换站难度较大
第四章中国电动汽车充电站(桩)发展概况 第一节电动汽车充电桩阐述 一、电动汽车充电桩特点 二、电动汽车充电桩功能
三、电动汽车充电桩实用性分析 四、离网电站和联网电站
第二节电动汽车充电桩类别划分及性能对比 一、直流充电桩 二、交流充电桩
第三节中国电动汽车充电站(桩)数量和建设规模 第四节中国电动汽车充电站(桩)地域分布 第五节中国电动汽车充电站(桩)业主构成
第五章中国电动汽车充电站(桩)建设的必要性 第一节新能源汽车是低炭经济发展的必然与现实选择
第二节电动汽车充电站是新能源汽车快速发展与普及的基础 第三节我国新能源汽车参与世界竞争的客观要求
第六章中国电动汽车充电站(桩)建设的紧迫性
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第一节日本、美国、德国、法国、意大利、韩国等国家欲抢占新能源汽车先机 第二节国外主要国家电动汽车充电站建设迅速 一、日本 二、美国 三、德国 四、法国 五、韩国 六、意大利
第三节中外电动汽车充电站建设状况对比分析 第四节中国电动汽车充电站建设的紧迫性
第七章中国大规模投资建设电动汽车充电站(桩)的可行性 第一节政府对投资建设电动汽车充电站的政策 一、市场准入政策 二、土地使用政策 三、税收政策 四、融资政策
第二节下游需求的可行性
一、中国电动汽车技术与生产几乎与世界同步 二、中国电动汽车发展
第三节电站设备配置和建设的可行性 一、电站设备国内已经能生产 二、电网输送能力充足
三、欲投资主体众多,建设资金雄厚
第八章中国电动汽车充电站(桩)的替代分析 第一节中国车载光伏太阳能电站的发展前景
第二节中国车身光伏一体化汽车研制成功的可能性
第三节中国车载光伏电站对固定电动汽车充电站的替代分析
第九章中国电动汽车充电站(桩)投资分析 第一节选址分析 一、选址的原则
二、选址方法和布局 第二节成本效益分析 一、成本分析 二、收入分析
三、投资回报率分析
第三节单站建设最佳规模分析
第十章中国电动汽车充电站(桩)市场竞争格局分析 第一节五大中央企业之间的竞争格局
一、国家电网、南方电网、中石化、中海油、中石油充电站的布局
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二、当前五大中央企业业务范围分析 三、五大中央企业发展规划分析 四、五大中央企业的优劣势比较分析
五、国家电网与南方电网垄断充电站的可能性 六、五大中央企业发展趋势分析
第二节中央企业与地方国有企业之间的竞争格局 第三节国有企业与民营企业之间的竞争格局 一、民营企业准入的可能性 二、民营企业经营的优劣势
三、国有企业与民营企业之间的竞争
第四节汽车充电站和汽车充电桩之间的竞争 第五节竞争的手段和措施
第六节未来国家政策对竞争格局可能造成的影响 第七节中国电动汽车充电站(桩)市场竞争格局预测
第十一章当前中国电动汽车充电站(桩)产业化发展存在的主要问题分析 第一节标准缺失
一、纯电动汽车国家标准缺失 二、电动车充电接口标准的缺失 三、汽车动力电池国家标准缺失 第二节投资准入标准缺失 一、投资主体单一
二、投资准入标准缺失
第十二章2017-2022年中国电动汽车充电站(桩)发展前景预测 第一节全球电动汽车充电站(桩)发展前景预测 第二节中国电动汽车产业的前景展望 一、中国电动汽车产业发展潜力预测 二、中国电动汽车市场规模预测
三、中国电动汽车大规模发展将开辟巨大电力市场 第三节中国电动汽车充电站(桩)发展前景预测
第十三章中国电动汽车充电站(桩)投资环境 第一节中国宏观经济环境分析 一、中国GDP分析
二、中国汽车工业发展态势 三、消费价格指数分析 四、城乡居民收入分析 五、社会消费品零售总额 六、全社会固定资产投资分析 七、进出口总额及增长率分析
第二节中国电动汽车充电站(桩)市场政策环境分析 一、中国电动汽车充电站(桩)产业政策分析
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二、中国电动汽车产业政策分析 三、相关产业政策分析
第三节中国电动汽车充电站(桩)技术环境分析 一、交流充电桩的技术要求 二、直流充电桩的技术要求
第四节中国电动汽车充电站(桩)市场社会环境分析 一、人口环境分析 二、教育环境分析 三、文化环境分析 四、生态环境分析 五、能源环境
第十四章2017-2022年中国电动汽车充电站(桩)投资分析 第一节中国电动汽车充电站投资动态分析 一、投资建设电动汽车充电站的主要阶段 二、我国电动汽车充电设施产业链投资升温 三、箱式快速充电站项目迎来投资机遇
四、电力企业在电动汽车充电领域的投资机会 第二节2017-2022年中国电动汽车充电站投资机会 一、区域投资潜力分析
二、与产业政策调整相关的投资机会分析
第三节2017-2022年中国电动汽车充电站投资风险分析 一、宏观调控政策风险 二、市场运营机制风险 三、进退入风险 四、其它风险
第四节投资战略研究 (GYYX) 图表详见正文
特别说明:观研天下所发行报告书中的信息和数据部分会随时间变化补充更新,报告发行年份对报告质量不会有任何影响,请放心查阅。
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报告样本
下文试读版本来自其他行业, 仅用于说明报告内容和形式。
1.2 卫星应用产业链分析
1.2.1 卫星应用产业链分析
由于卫星应用涉及众多不同的领域,而各个领域在应用方面又有着较大的区别,如卫星通信、卫星导航等,应用产业链相对较为复杂。因此,下图是简化的卫星应用产业链结构图,仅勾画出应用产业链的大致轮廓。
从下图可以看出,卫星应用产业上游主要涉及卫星的制造、卫星的发射、卫星地面设备与网络的建设;下游产业链涉及众多领域,其中在交通、通信和测绘等领域的应用较为普及。
卫星应用及运营涵盖面较广,包括消费服务(指卫星电视、卫星音频广播和卫星宽带等业务)、卫星固定服务、卫星移动服务、遥感业务和航天飞行管理服务。按技术领域和服务方式分,包括卫星通信、卫星导航和卫星遥感等。
卫星应用产业链分析图: 观研天下 (北京)信息咨询有限公司 企业发展咨询第一站
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资料来源:公开资料整理
1.2.2 卫星应用产业链上游分析
从卫星产业价值链中,我们可以看出,价值链的后端客户服务部分贡献了70%-80%的收入,利润率高达35%。整个投资的重心在于后端部分。然而我们主要是对针对新材料在卫星制造方面的投资机会分析。
从小卫星的研制成本结构中,我们也可以看出,单纯的材料部分,在成本构成中,所占比重较小。但是正是由于材料部分的成功突破才奠定了卫星产业向微型化小型化的趋势发展。
目前我国卫星导航与位置服务产业链产值主要集中在中游,占比为68%;上游产值相对较小,仅为15%;下游运营服务产值占比17%,较上年提升5%。下游产值占比的增加,符合一般产业的发展规律,这说明我国卫星导航与位置服务产业正在从初级阶段迈向成熟。
据了解,目前卫星导航产业链上游的天线、芯片、板卡、GIS、地图、模拟源等配套齐全;中游的手持型、车载型、船载型、指挥型以及结合各行业具体应用的综合型终端,品类已初具规模,初步具备针对行业应用需求进行技术综合的能力;下游的系统集成和运营服务业已在数据采集、监测、监控、指挥调度和军事等各领域进行了探索应用。
随着整个北斗产业化应用进程的推进,产业链上下游进行紧密合作,解决北斗产业‘小、散、乱’的局面,实现了抱团发展。同时,在产业布局层面,需要全产业共同努力打造一家龙头企业,来应对当前的最佳发展机遇期。
以卫星导航产业链上游的芯片为例,我国推出了各种政策积极鼓励对芯片等核心技术领域进行研发。作为我国自主研发、独立运行的北斗卫星导航系统,由于北斗芯片领域禁止外企进入,因而芯片的国产化率较高。业内人士认为,芯片企业将在我国卫星导航产业爆发式增长中受益最多。
导航终端产品包括各类卫星导航定位接收机、天线和面向不同用户群体的信息接收设备,如车载设备、船载设备和手持设备等也有大幅度的增长。
业内专家分析,北斗规模的应用日益扩大,市场稳定增长,走出国门,参与全球竞争的关键时期。随着军队、行业及大众用户对时空信息服务的需求日益增多,北斗应用市场将呈现蓬勃发展态势,并保持稳定增长。
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1.2.3 卫星应用产业链下游分析 (1)卫星通信领域
在卫星通信领域,亚太九号通信卫星、老挝一号通信卫星、白俄罗斯通信卫星的陆续成功发射,不仅实现了中国航天向东盟国家整星出口零的突破,也实现了中国航天首次向欧洲地区用户提供整星在轨交付服务。这些成果对中国航天实施“走出去”战略具有重要推动作用。
20世纪90年代以来,通信卫星技术发展迅速,与之相对应,卫星通信在美、欧、日等发达国家率先实现了产业化、商业化和国际化。虽然进入21世纪后卫星通信在与地面有线通信、蜂窝移动通信的激烈竞争中处于相对弱势,但随着新需求的出现及技术的不断进步,卫星通信正跨入一个新时代。
目前,国际卫星通信应用产业的发展具有如下特点:
1)卫星通信产业增长的主要驱动力来自面向大众消费市场的卫星多媒体广播(DMB)业务的快速发展。从卫星音频广播(DAB)到卫星视频广播(DVB),再到DMB,通过卫星广播的数据量越来越大。目前,DMB发展趋势最好的是欧美、日本和韩国。
(2)卫星电视直播成为卫星应用的支柱产业。随着各国数字电视进程的加快、卫星高清晰度电视(HDTV)的推广应用以及大型体育和媒体盛事的催化,付费卫星电视平台得以迅速增加和发展。目前卫星直播产业是唯一能与地面有线电视网络进行竞争,并拥有一定优势的产业。
(3)宽带多媒体卫星通信正在成为信息基础设施的一个重要组成部分。宽带多媒体卫星通信是上世纪90年代中期发展起来的一种新型卫星通信,是商用卫星通信业务的主要发展方向。随着卫星终端设备费用的不断下降,以及用户对高速因特网接入需求的迅速增长。
(4)移动卫星通信仍然是目前卫星通信发展较快的业务之一。
(5)卫星通信在军事通信、环境数据采集和监测、国家应急救援和救灾通信等政府、军用业务领域中的重要作用在不断加强。
随着产业的发展,卫星通信技术也呈现出如下特点:
(1)新业务新需求的出现,对卫星通信的发展起到了重要的牵引作用。更
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高的通信频段,更大的通信容量成为卫星通信技术研究的主流。Q频段(33~55GHz)、U频段(40~60GHz)的卫星及通信有效载荷研究是目前研究重点之一。
(2)随着通信卫星星上交换能力的增强,基于异步传输模式(ATM)交换、互联网协议IP包交换的体制研究成为卫星通信技术的重点研究内容之一。
(3)随着宽带多媒体业务在卫星通信市场份额的扩大,地面多媒体业务的标准协议对卫星通信领域的适应性研究也在成为热点。例如适合多媒体不对称传输的基于卫星的DVB(DVB-S、DVB-S2)和基于卫星的回传链路(DVB-RCS,Satmode)标准研究和实现等。
未来卫星通信将最大限度地发挥自身优势,在天地融合中越来越趋向“一切为客户着想”的端到端服务,把所需要的内容和通信服务直接传送到客户,如卫星电视直播、移动数字音频/视频/数据广播、因特网内容投送、远程教育和远程监控等。
未来10~15年,预计全球卫星通信业务可能的发展趋势是:
(1)天地融合,自成一体。即卫星网络与地面网络组成星地混合网,二者互连互通,优势互补,在竞争与合作中发挥各自的优势。
(2)卫星电视直播业务仍然是卫星通信广播服务业发展的主要驱动力。发达国家正在开拓高清晰卫星电视直播市场。
(3)卫星移动电话业务市场定位将主要转向政府或军方市场,以及地面蜂窝网覆盖不到的人口非稠密地区。
(4)寓军于民,军民结合、平战结合,卫星系统的安全与防护日益受到重视。
(5)卫星数字多媒体广播业务将成为新的亮点。 (6)数字化、网络化、IP化和宽带化。
我国卫星通信的发展现状可以从下述几个方面说明:
(1)总体上看,我国卫星固定通信业务已步入产业化轨道,达到了一定的市场规模,相应的国内卫星公用通信网、专用通信网得到了较好发展。另外,通过宽带多媒体卫星传送的卫星互联网接入已开始投入使用。
(2)卫星电视广播是国家经营的特殊行业,已形成规模应用。包括中央电
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视台、全国31个省市电视台及中国教育电视网的近50套电视节目和31套音频广播节目,均已通过卫星向全国和全球广播。
(3)电视直播将使全国97%以上居民使用0.45~0.6m天线直接接收150套卫星广播电视节目,以补充有线电视网的能力。
(4)卫星移动通信业务是我国较早开展的业务,主要是代理国际移动卫星组织的Inmarsat卫星和全球星等公司的卫星移动电话业务,但目前用户较少。
随着国内通信卫星及其业务的发展,国内卫星通信的技术热点主要是: (1)新的技术需求引发高频段、大容量卫星通信技术的研发。如目前正在开展的多波束卫星通信技术。
(2)为提高通信卫星的星上交换能力,正在开展星上ATM交换体制研究。 (3)卫星移动多媒体广播成为发展的热点。
(4)卫星移动通信的相关体制、协议及配套技术等是研究重点之一。 (5)适合卫星通信特点的DVB-RCS标准研究、地面系统的配套技术、大型通信卫星地面网络管理关键技术的研究也是新的热点之一。
(2)卫星导航领域
在卫星导航领域,随着北斗导航系统建设不断完善,依托航天咨询成立的中国卫星导航系统管理办公室北斗国际合作中心积极支撑北斗办,与俄罗斯、阿盟、巴基斯坦及东盟各国在卫星导航领域开展合作。
目前,国际上GPS应用产业占据了卫星导航应用产业的主导地位。汽车导航与监控产品及其它交通类呈现出继续上升的趋势。
同时,俄罗斯正在积极完善GLONASS系统,其中部分为第二代GLONASS-M卫星,地面控制部分将得到升级。
欧盟正在实施GALILEO计划,中国等国家已加入到系统建设中,GALILEO不仅可以独立提供各类定位服务,还与GPS和GLONASS兼容。日本和印度也有意发展自主的卫星导航系统。
目前国际卫星导航应用产业的发展现状及未来发展趋势具有如下特点: (1)卫星导航(主要是GPS)应用产业已成为世界上发展最快的三大信息产业之一。
(2)卫星导航基础技术与应用技术已经非常成熟,并已在各行各业得到普
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遍应用。其中车载应用仍然是市场的重点。个人定位和手机应用的增长比率将会在最近几年保持强劲增长。
(3)位置信息服务(LBS)及导航型手机成为发展的热点。定位导航组件嵌入以手机为代表的个人消费产品,成为通信与导航定位和应急救援相结合的产品,主体市场将会从车载终端产品扩展到个人消费品市场,导航定位与通信的相互集成与融合,将给信息服务业带来蓬勃发展。
(4)卫星导航军用、空间应用呈现稳定的市场,应用领域继续扩展,技术进一步提升。
(5)卫星导航定位(GPS)、地理信息系统(GIS)、卫星遥感(RS)和卫星通信之间的融合(3S+C),为卫星应用打开了一个崭新的领域,各种不同组合功能的新业务和新型用户终端产品将会不断涌现。
由于GPS应用技术已经非常成熟,目前国外卫星导航应用技术发展热点已经转移到以下方面:
(1)基于位置的信息服务(LBS:Location Based Service)系统及网络导航等相关应用技术成为国际导航应用研究的最大热点,包括LBS系统设计、LBS手机ASIC芯片技术及导航IP技术。LBS手机ASIC芯片将完成卫星导航定位、移动通信、基站定位等功能的集成,导航IP技术的使用将进一步改善产品的体积、功耗等关键性能指标,满足大众消费应用的需求。
(2)GPS/GALILEO/GLONASS/WAAS或EGNOS多模组合导航技术将成为未来卫星导航的主要手段,是未来导航用户机技术发展的主要趋势。
(3)卫星导航技术的空间应用将从目前的单星定轨、定姿向高精度、多星应用发展,主要是卫星星座、卫星编队飞行的高精度自主导航技术,包括基于卫星导航的高精度测量、相对定位、时间同步等技术。
(4)武器装备导航集成应用技术将进一步深化。目前国外卫星导航在炸弹、导弹等投掷弹药及武器装备平台的集成应用技术已基本成熟,正在向制导炮弹卫星导航技术等难度更大的应用方向发展。
我国的卫星导航应用得到了飞速的发展。特别是在近5年间,卫星导航技术已渗透到了国民经济的许多典型应用系统中。我国的卫星导航应用已融入到我国现代信息社会建设的进程之中,且其产业化进程也在逐步开始加速。
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目前我国卫星导航应用产业的发展具有如下特点:
(1)GPS应用比较广泛,主要集中在大地测量(测绘、勘探)、海上船只使用以及车辆定位监控等三大领域;
(2)个人手持型导航接收机、车载定位接收机的应用近年来开始逐渐升温; (3)卫星导航交通应用是我国发展相对较好的领域,尤其是海上渔业、特殊行业车辆监控系统应用。
随着我国北斗一代卫星导航试验系统的运行和北斗二代导航系统的建设启动,以及导航产业化渐成规模,目前国内卫星导航应用技术研究热点已从GPS应用技术逐步向北斗兼容技术方向发展,主要包括:
(1)我国北斗一代卫星导航系统应用技术。
随着国家对北斗一代卫星导航系统应用的重视,近几年北斗一代系统应用技术成为研究热点之一,主要包括在应急救灾、森林防火、监控等应用中的系统级设计技术,高精度授时技术及其延伸的高精度时频技术,应用ASIC芯片设计、OEM模块技术等。
(2)我国北斗二代卫星导航系统用户机技术及北斗二代/GPS/GLONASS/GALILEO多模组合导航技术。
目前,与我国北斗二代卫星导航系统的建设同步,各类北斗二代导航用户机技术的研究也已展开。同时北斗一代、二代导航与国外GPS、GLONASS、GALILEO系统的兼容组合导航技术也成为研究的热点,包括北斗二代兼容型导航ASIC、OEM及用户终端技术等。多模兼容组合导航技术不但在国内,也是国际卫星导航终端技术的发展趋势。
(3)车辆、飞机、个人自主导航、网络导航技术。
卫星导航的车载应用技术研究重点已经从前几年的监控系统技术逐渐发展为车辆自主导航技术,集成了GPS(或北斗一代)定位、GIS导航、通信、上网、娱乐等多种功能。飞机自主导航技术将与目前的飞机导航设备紧密结合,以更好的安全性、可靠性和精度性能实现飞机的途中导航、终端区导航及相关信息服务。个人自主导航技术主要是基于LBS系统的手持终端技术、具有导航功能的PDA技术等。
(4)导航信息综合服务系统技术。
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导航信息综合服务系统是未来导航应用产业的重点之一,目前我国导航信息综合服务系统技术尚处于起步阶段,主要包括卫星导航通信服务(LBS)平台、地图与地理信息在线服务平台、数字城市等集成应用系统设计技术。近期典型应用包括奥运工程、物流监控管理系统等。
(3)卫星遥感领域
在卫星遥感领域,多源遥感数据采集处理和综合信息服务平台系统建成北京运管中心、南美和非洲等固定服务节点,初步形成了全球遥感服务的示范。该平台的卫星遥感移动接收处理站为“雪龙号”在南极科考提供航线保障、天气预报等多种服务。
近10年来,卫星遥感应用数据市场迅速发展,并逐步进入产业化发展阶段。目前世界上100多个国家数千个机构或企业从事或参与卫星遥感及其应用活动。其中,遥感商业化做得比较成功的国家有美国、法国等国家。
分析国际遥感产业发展的历程,可以看出国际空间遥感产业的发展具有以下几个特点:
(1)遥感成像机理与定量化反演技术是遥感应用研究的前沿方向,是遥感技术从定性到定量的前提和基础。
(2)政府大力支持遥感商业化、产业化发展,并通过政府补贴、放宽行业监管政策促进空间遥感的商业化、产业化,同时通过政府采购,拉动遥感产业市场需求。
(3)企业在卫星的设计、制造中尽量采用成熟技术和商用现货(COTS)产品,降低卫星制造成本。
(4)不断提高卫星遥感技术水平和图像质量,保持数据连续性,并降低图像产品的单价和起售价;运作方式采取按需提供服务模式,同时代销或经销非本公司的其他遥感卫星图片;盘活存档图像,发挥商业价值;提供不同级别的图像产品,使图像产品增值。
(5)商用卫星成像数据服务形成军民两用新产业,在轨遥感卫星提供军民两用服务。
遥感应用技术的不断发展推动着市场的发展。目前遥感应用技术热点是: (1)为提高遥感定量应用能力,定量遥感的基础理论与方法研究成为近期
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(2)卫星导航应用市场规模
2012-2015年我国卫星导航部分应用领域规模:亿元 资料来源:公开资料整理
3.3.2 卫星导航市场影响因素分析
(1)卫星导航市场有利影响因素
1)国家相关政策为高精度产业发展打好基础。
高精度导航产业的发展与国家的宏观政策是分不开的。近20年来,中国经济一直保持着良好的增长势头,是中国高精度导航产业发展的基本动力。国家越来越重视产业的发展,出台了众多相关政策性文件和实施细则,鼓励并规范本行业的发展。已有的政策实施已取得良好效果,全国高精度导航应用市场规模不断扩大。2015年2月农业部和财政部联合出台的《2015—2017年农业机械购置补贴实施指导意见》中指出,集中资金补重点,提升主要农作物生产全程机械化。这为精细农业的高精度导航产品的实施提供机会。据了解,住建部等国家机关正在筹划在高楼位移监测方面出台指导性政策。未来在其他应用领域也将会有更多细分领域的政策措施,政府支持将达到空前力度,逐步与世界上高精度导航应用先进的国家水平。
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2)北斗导航系统持续发展为产业发展提供支持。
北斗导航卫星系统是由中国独立设计制造的卫星导航系统,能够在提供强大的导航续航、精确定位、授时等服务的同时,提供短报文通信,对于国家信息安全保障和多方面导航定位应用领域具有重大的作用。根据国家发改委的文件通知显示,中国正加速以卫星通信广播、卫星导航、卫星遥感应用为核心的卫星应用产业发展。社会驾考、驾培单位、新疆生产建设兵团、各地测绘局等机构已经逐步装载带有北斗导航系统的相应应用产品。随着北斗产业化的持续深入,中国高精度导航应用产业将得到高速发展。
3)应用领域的快速扩展为高精度导航带来无限可能。
随着中国经济的快速发展和信息化建设的推进,中国电子信息产业正逐步有单独产品向应用方向转变,即由硬件制造向软件和服务为主导过渡,为客户提供一整套的解决方案。据统计,目前高精度导航产品可应用领域多到40多个。软硬件产品的结合,将使得高精度导航应用产品可适用的范围进一步扩大。
4)国内厂商开拓海外市场的意愿强烈。
过去,高精度导航应用产品中涵盖的核心技术主要有国外厂商控制,国内厂商在产品技术、采购价格等方面受到控制。但目前该情况在初步好转,国内厂商在某些器件设计制造和产品应用方面已经走在了世界前列。特别是国家在集成电路等产业设立专项的引导基金,将带动高精度导航产品零部件水平的提高,逐渐摆脱对国外厂商的依赖。另一方面,我国自主创新能力的提升,鼓励更多厂商慢慢向产业链上游探索,并向产业链下游的应用方向拓展,更加自信的国内厂商不在只盯着国内小小的市场,而是将目光投向更加广阔海外市场,在不断壮大中与国外顶级厂商一决高下,形成中国人自己的核心竞争力。
(2)卫星导航市场不利影响因素
1)国外某些技术垄断导致高精度应用产品技术依赖性强。
目前,中国是自主掌握卫星导航技术的国家之一,并在卫星导航领域具有国际先进水平。但在核心芯片、板卡等方面处于劣势,虽然我国在高精度导航应用市场上终端产品的销量大,但是在每个产品核心的导航芯片几乎为进口产品。一
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方面因为这些技术门槛高,研发周期长,对于研发人员的培养也需投入较大精力;另一方面,欧美等发达国家所出口的元件并不是最先进产品,对中国实施严格的技术封锁;此外,我国北斗系统有自己独特的接口设计,某些国外厂商控制着接口类型,而不愿意设计生产符合中国产品要求的零部件,因此国内厂商不得不适应进口产品的接口设计,或者投入大量人力物力进行自主研发。这些都严重制约了我国导航产业健康地发展。
2)国内用户对于高精度导航应用产品认知度低。
高精度导航是近十几年才发快速发展起来的产业,高精度卫星导航产品在精细农业、海洋测量、消防安全等众多新兴领域逐渐兴起,其中某些新兴应用产品是近几年才投放市场的。企业的重视程度也相对不足,产品应用的拓展力度不够,导致这些新兴市场规模不大。该领域上市公司只有中海达、合众思创、北斗星通等几家,社会公众认知度不足。另外,交通、铁路、位移监测等行业产品多以整套系统出售,系统价格相当高,使得客户仍然会采取较为传统的手段,严重影响了这些市场的发展,特别是在农业机械高精度导航设备应用方面,由于农民对于产品价格非常敏感,虽然我国耕地面积广阔,应用市场规模很大,但一旦出现国家政府补贴取消或者减弱的政策,将会严重打击市场规模。
3.3.3 中国卫星导航市场类型及特点
(1)卫星导航系统市场类型
目前我国自主研发及部署的卫星导航系统为北斗系统,北斗系统具备以下优势.
1. 在维持国民经济正常运转的关键性产业中,涉及国家安全问题,北斗系统具有优势;
2. 借助地基增强系统,北斗系统可实现厘米级定位; 3. 特有的短文通信功能,可实现北斗系统的双向通信.
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全球四大卫星导航系统对比 资料来源:公开资料整理
(2)卫星导航系统市场特点
北斗同美国GPS有相似的发展轨迹,都是先从军用市场入手,逐渐开放和开发民用市场。卫星导航产业链一般分为以下五个环节:卫星制造、卫星发射、配套地面设备建设、卫星导航应用以及下游市场。前三个环节,均属于军事设施,其发展由国家掌控,企业参与的程度有限。北斗产业未来的发展前景里,民用市场将占到非常大的比重。
目前我国北斗产业链上游的芯片、天线、GIS、板卡、地图、模拟源等已实现全面配套,自主研发的北斗芯片等基础产品也已进入规模应用阶段。中游的各类应用终端广泛应用在各个行业领域,品类已初具规模。下游的运营服务和系统集成也开始进入应用探索阶段。
目前北斗产业链产值主要集中在附加值较低的中游,反映出北斗产业仍处于发展初级阶段。
一、基础设施
提到北斗,人们最先想到是天上的一颗颗卫星,实际上,北斗系统除天上部分,地面也有很多工程,其中最核心的就是地基增强系统。
地基增强系统是实现高精度导航的杀手锏。2014年9月,北斗地基增强系
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统工程建设工作正式启动。地基增强系统由基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统和用户终端五部分组成。单一接收机易受电离层、对流层、以及周围电磁信号的干扰,难以实现高精度定位。地基增强系统的作用像一把“标尺”:基准站接收卫星导航信号后,通过数据处理系统形成相关信息,再由卫星、广播、移动通信等传播途径发给应用终端,应用终端利用差分增强信息修正误差,实现米、分米、厘米级及后处理毫米级的位置服务。
地基增强系统服务原理 资料来源:公开资料整理
目前,我国已有多个省市建成了自己的地基增强系统,并已投入使用。例如2015年6月,我国最大的北斗地基增强系统——四川省北斗导航民用高精度基础数据中心建成并投入使用。该系统包括100座基准站组成,总投资超过1亿元。根据用户的不同需求,可分别提供厘米级高精度实时定位,事后静态定位可达毫米级。2015年中,湖南省以及山东省青岛市也都建成了自己的北斗地基增强系统并投入使用,系统可对该地区提供实时亚米级,事后厘米级的高精度导航定位服务以及纳米级授时服务。北斗地基增强系统的最终目标,是在全国布局建设150个北斗地基增强站。
地基增强网,可使北斗卫星定位的时效性达到甚至超越GPS。同时,建设空间信息基础设施,是推动国家信息化建设的基础,也是维护国家信息安全的重
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