华测导航研究报告测绘为基,自动驾驶高精定
2023/2/10 来源:不详(报告出品方/作者:华安证券,陈晶、张天)
1国产测量型GNSS接收机先驱,拓展行业应用
1.1深耕高精定位技术,不断提升核心竞争力
国内北斗导航定位领军企业,不断自主创新技术引领。产业华测导航成立于年,聚焦高精度卫星导航定位(GNSS)应用相关的核心技术及其产品的开发、制造、集成和应用产业化,为各行业用户提供数据采集设备及系统解决方案,是国内北斗高精度卫星导航定位产业的领军企业之一,年在深交所创业板上市。公司以高精度卫星导航技术为基础,不断自主创新取得技术突破:年成为“三江源头科学考察”项目唯一GNSS设备供应商,年成功研制国内第一块自主知识产权测量型GNSSOEM板卡,年成功研制国内第一款自主知识产权测量型GNSS接收机,年X91GNSS接收机作为国产设备首次通过欧洲网络认证,年率先推出四星接收机兼容北斗信号,年P5GNSS接收机作为唯一国产北斗装备登顶珠峰,年激光雷达解决方案登上GPSWORLD杂质封面。
两大基础平台+四大行业应用,构建完善业务产品矩阵。公司持续提升高精度RTK、PPP、组合导航、多源融合定位等核心算法能力,逐步打造和完善高精度定位芯片技术平台、全球星地一体增强网络服务平台两大基础平台,着力发展建筑与基建、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应用解决方案。公司的产品及解决方案已广泛应用于自然资源、建筑施工、交通、水利、电力、农业、教育、环保等行业,并进入智慧城市、自动驾驶、人工智能等新兴领域。
1.2营收连续四年保持增长,重视研发,知识产权行业领先
近五年营收复合增速29.44%、归母净利润复合增速22.87%。自年上市以来,公司营业收入连续四年保持增长。年实现营业收入19.03亿元,同比增长35%;归母净利润2.94亿元,同比增长49%。公司已建立了直销与经销并重的国内营销体系,并在海外建立了经销商网络。年公司的国外市场实现营业收入3.15亿元,同比增长59%。
公司重视客户体验和服务,不断优化业务结构。公司不断提升解决方案在营收中的占比,年解决方案占比达到43%。年公司重新划分收入结构,将业务分为建筑与基建(占比45%)、地理空间信息(占比18%)、资源与公共事业(占比32%)和机器人与无人驾驶(占比5%)四个主要应用领域。
从盈利能力上看,公司毛利率保持稳定,净利率自年起呈上升趋势。毛利率方面,分业务板块来看,年建筑与基建毛利率60.95%,资源与公共事业毛利率46.05%,地理空间信息毛利率54.49%,机器人与无人驾驶毛利率52.99%,整体毛利率维持在较高水平。费用率方面,年起公司对经营管理进一步优化,管理费用率持续降低,在完善销售网络布局后,销售费用率逐步收窄。
公司高度重视研发体系规划和建设,在国内建立上海、武汉、南京三个研发基地,在海外建立英国研发基地,研发费用率不断提升,年达到18%。截止年底,公司已申请专利余项、软件著作权近项,知识产权处于行业前列,形成了领先优势。未来公司将继续加大研发战略投入,持续建立在芯片、板卡、模组等高精度卫惯导航基础器件、高精度空间三维数据采集装备等方向的技术壁垒,不断提升公司核心技术竞争力,进一步拓展四大领域的行业应用。
1.3股权结构稳定,股权激励实现公司与员工双赢
大股东股权集中度较高,公司治理结构稳定。截至年三季度,公司第一大股东及实际控制人为董事长赵延平,直接持股比例为21.44%,通过有限合伙企业间接持股比例为18.26%,合计持股39.70%,股权集中度相对较高,公司高管均通过直接持股或有限合伙企业间接持股的方式持有公司股权。
公司激励机制到位、分享文化浓郁。公司高度重视人才资源,上市以来共实施五次股权激励,充分调动公司核心团队的积极性,实现公司效益与员工绩效的双赢。公司采用限制性股票和股票期权两种激励方式,其中单次股权激励最高覆盖人,激励对象包括公司及控股子公司高管和核心技术骨干。
2北三组网完成,高精定位开启成长空间
2.1GNSS完成系统构建,北斗多频多轨道独具特色
全球卫星导航系统是重要的空间和信息化基础设施,可提供高精度、全天时、全天候定位、测速和授时服务。其应用领域已从传统的国防军工向位置服务、交通运输、测绘制图、精准农业、精确授时、工程建设等民用市场拓展。当前,我国北斗卫星导航系统(BDS)、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)以及欧洲伽利略系统(Galileo)四大全球卫星导航系统均已开通全球服务,日本准天顶卫星系统(QZSS)和印度区域导航卫星系统(NavIC)两大区域卫星导航系统也已开通区域服务,各系统在轨运行服务的导航卫星数量近颗,支持多频多星座服务已成为各应用系统的发展趋势。
与其他导航系统相比,北斗系统具备独特的优势。GPS、格洛纳斯、伽利略的卫星星座都运行在MEO轨道,而北斗系统采用GEO、IGSO、MEO三种轨道类型的卫星组成混合星座,既可用中轨道卫星实现全球覆盖、全球服务,又可利用高轨道卫星抗遮挡能力强的优点(尤其在低纬度地区性能特点更为明显)为亚太地区用户提供更高性能的定位导航授时服务。
北斗三号组网完成后,可以同时发送B1I、B1C、B2a、B2b、B3I共五个频点的信号。多频点能够进一步提升地面终端的抗干扰能力,降低卫星信号受到遮挡、多路径干扰时对定位精度的影响,也能够更好的保证卫星信号的连续性。北斗三号新增频点B1C和B2a,与GPS的L1/L5和Galileo的E1/E5中心频率相同,这三大GNSS系统拥有共同可用的频点,将为基于该频点研发的双频定位系统带来优势,双频定位能够有效消除电离层延迟带来的误差,在不使用其他改正服务的情况下也能够达到亚米级的定位精度。
2.2市场规模不断扩大,下游服务快速发展
年是北斗与GNSS系统和产业发展的转折点,全球卫星导航产业从GNSS系统建设转入应用与服务产业高速度发展阶段。根据欧洲航天计划署(EUSPA)年发布的《“地球观测”和“全球卫星导航系统”市场报告》,年全球GNSS设备和下游服务的市场规模已达到亿欧元,其中GNSS设备、增值服务、高精定位服务市场规模分别为亿欧元、亿欧元、亿欧元。未来十年全球GNSS市场将保持稳定增长,预计年全球GNSS设备和下游服务的市场规模将增长至亿欧元,CAGR约为9%;其中,增值服务市场规模将高速增长至亿欧元,CAGR约为11%;高精定位服务市场规模将翻倍至亿欧元,CAGR约为7%。按照未来十年累计细分市场预估,消费解决方案(基于位置服务的智能手机和电脑等)和道路应用(车载导航系统、ADAS和车辆管理设备等)占据主导地位,其他细分市场主要包括农业、建筑与基建、无人机、水文等应用领域。
我国卫星导航与位置服务产业总体产值逐年上升,年达到亿元。年是北斗三号系统提供全球服务后的第一年,北斗产业化发展已正式列入国家“十四五”规划和年远景目标纲要,报告指出“要深化北斗系统推广应用,推动北斗产业高质量发展”,并将北斗产业化应用列为制造业核心竞争力提升的八大重点方向之一。根据中国卫星导航定位协会发布的《年中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》,中国卫星导航与位置服务产业总体产值逐年上升,年达到亿元。其中,包括基础器件、基础软件、基础数据在内的上游产值约为亿元,同比增长14%;在“新基建”以及交通、能源、水利等基础设施体系建设的带动下,终端设备采购和系统集成项目规模显著提高,中游产值达到亿元,同比增长15%;近两年受到疫情影响,无人系统、医疗健康、防疫消杀、远程监控、线上服务等下游运营服务逐渐活跃,市场规模快速扩大,产值达到亿元,同比增长18%,占总体产值47%,已成为占比最高的产业链环节。
2.3依托北斗,我国高精定位市场高速增长
高精度是北斗的特色,可为用户提供厘米级星基增强和地基增强服务。年北斗组网完成正式提供高精度服务以来,我国的高精定位服务市场迎来高速发展,主要应用场景包括测绘、工程施工、驾考、精密农业、无人机、机器人、智能网联汽车和物联网等。根据中国卫星导航定位协会统计,年各类高精度应用终端(含测量型接收机)总销量已接近万台/套,其中应用国产高精度模块和板卡的终端已超过70%;高精定位市场规模从年的11亿元已快速增长至年的.9亿元,CAGR约为24.5%。
3深耕高精定位算法,高精度板卡国内领先
3.1消除误差,高精度卫星导航定位的核心
卫星导航系统中最为重要的指标是精度,在接收和解算卫星信号过程中产生的各种误差项对精度有重要的影响。卫星导航定位是基于被动式测距原理,GNSS信号接收机被动地测量来自卫星的导航定位信号的传播时延,从而测得接收机信号接收天线相位中心和卫星发射天线相位中心之间的距离,进而将它和卫星在轨位置联合解算出用户的三维坐标。卫星导航定位误差主要分成三大类:一是生成GNSS信号的与卫星有关的误差;二是GNSS信号从卫星传播到用户接收天线的传播误差;三是GNSS信号接收机所产生的测量误差。在仅使用“标准单点定位”技术的情况下,导航定位的误差可达十米甚至百米。高精度定位即是通过复杂的算法将误差项消除或减弱,从而达到厘米级定位精度。
在卫星导航信号的各种误差项中,电离层误差是影响最严重、最难以消除的。电离层是在距离地面约60到千米范围内的大气高层,由被太阳辐射而电离的粒子组成,是GNSS信号从太空到达地面接收机终端的必经之路,GNSS信号在穿过电离层时,其传播速度和方向都会发生改变,传播路径也会发生弯曲,使得信号产生偏移和延迟,从而影响接收终端的定位精度。随着第25个太阳活动周期的到来,电离层变得更加难以预测,这场太阳活动周期于年12月开始加剧上升,预计年7月达到峰值。电离层活跃加剧使区域内的电离层延迟误差波动的幅度变大、频率变快、不规则加剧,如何有效消除电离层误差的影响,是全球高精定位行业面临的难题。优化算法模型,获得更精准的电离层建模结果,是应对电离层扰动的前提。公司基于长周期的数据积累,分析定位误差产生的规律,设定出算法模型的变量与常量,采用多种数学函数方法,通过长期观测数据电离层影响因素构建经验模型和延迟量模型,保证在电离层活跃期间仍然能够获得精准的电离层建模结果。相关算法研究成果均已申请专利进行知识产权保护。
与大量使用的消费级米级定位精度卫星导航不同,高精度卫星导航定位要求达到厘米级定位精度,需要复杂的算法进行解算从而消除或减弱误差,除了各种类导航接收机通用的标准单点定位技术使用的PVT算法之外,还需要其他高精度解算算法支持。实时动态差分(Real-TimeKinematic,RTK)定位技术可以通过差分的方式将误差分离出去;RTK定位技术包括传统RTK(1个流动站+1个基准站,精度随距离递减)和网络RTK(1个流动站+多个基准站),网络RTK依靠连续运行基准站(CORS)大幅提高了RTK的测量范围,解决了传统RTK精度受距离限制的问题,公司已在全国范围内建成约座CORS站供用户使用。随着北斗地基增强系统的建设不断完善,网络RTK已成为北斗的核心技术之一;根据中国地理信息协会统计,国家各省市级单位以及六分科技、千寻位置、中国移动等商业公司合计已建设超过座CORS站,为网络RTK的广泛应用提供了基础。
未来,公司将持续改进高精定位算法,提升高精度RTK、PPP、PPP-RTK、组合导航、多源融合定位等核心算法能力,构建技术护城河。RTK技术需要地面基站的支持进行差分解算修正误差,与之相对的精密单点定位PrecisePointPositioning,PPP)通过非差分的方式修正误差,PPP也是北斗三号全球系统公开服务类型之一。然而与RTK瞬时厘米级相比,PPP需要近30分钟才能实现精密定位的初始化,且信号失锁后的重新初始化时间与首次初始化时间几乎一样长,因而限制了其在实时应用中的普及。近年来结合了两种定位技术特点的PPP-RTK技术受到了国内外研究学者以及导航从业者的