高精度定位产业专题研究：领航自动驾驶大时代.docx

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1、高精度定位产业专题研究：领航自动驾驶大时代1 智能化浪潮已至，高精度定位潜力值得深掘智能化与新能源化是当下汽车发展的两条主线。汽车新能源化的核心在于能源动力系统， 该部分涉及诸多硬件产品的生产制造，产业链较长；汽车智能化的核心则主要在于感知 决策系统，其在软件算法层面内容占比较大，科技巨头们可自主掌握部分较多，因此整 体而言汽车智能化产业链更短。汽车新能源化为上半场，智能化为下半场。我们认为汽车智能化进程较慢的主要原因来 自两个方面：政策和技术。政策层面：驾驶权的转移导致交通责任认定困难，相关法律 法规亦待完善；技术层面：车规级激光雷达的缺位、算法软件和决策平台成熟度低等问 题均拖慢了汽车智能

2、化进程。高精度定位与高精度地图相结合为车辆提供精确的绝对位置信息，与传感器的相对位置 信息相辅相成，共同致力于提高智能驾驶的安全性，是智能驾驶发展至 L3 及以上的一 大利器。我们认为随着汽车智能化程度不断提高，高精度定位的重要性将愈发凸显，而 市场对其的关注度目前仍处于较低水平，高精度定位重要性未被深度认知。车企军备竞赛白热化，智能硬件已成为下一高地智能化已成为电动化之后另一高地。诸多车企在 2021 年的多个车展中推出具备智能驾 驶功能的新车型，2021 年 11 月的广州车展中多家车企针对智能硬件展开军备竞赛。北 汽极狐-阿尔法 S HI 版以总计 34 个车载传感器的配置位列首位，而长

3、城沙龙-机甲龙则 配备了 4 颗激光雷达。此外，小鹏 G9、长城沙龙-机甲龙、哪吒 S、北汽-极狐 阿尔法 S HI 版亦搭载了高精度地图和高精度定位，车企间军备竞赛日趋白热，智能化已成为各 家车企必争之地。从智能驾驶角度出发，高精度定位功能已经在诸多车型上配备，其对于智能驾驶的重要 性正在逐步被市场发掘。在当前价格下，我们认为其有望成为 L3 及以上自动驾驶前装 标配功能组件，其赛道本身依旧具有非常强的属性。随着越来越多的车辆开始配备高 精度定位模块，车载高精度定位赛道的确定性将不断增强。2 “无形之轨”，领航前行智能驾驶可分为四个模块：感知、定位、决策、规划。智能驾驶领域的车载导航可分为

4、两个板块：高精度定位和高精度地图。高精度定位即通过高精度的绝对参考系对车辆自 身的绝对位置进行精准判断，而高精度地图则不仅用于测算车辆自身的绝对位置，其对 于感知、决策、规划等模块同样起到重要作用。定位+地图二者共同构成了车载导航的 全景图，但二者在产品形态和产业链方面均存在显著的差异。高精度地图是一条“无形的轨道”。高精度地图的地图层中包含大量厘米级精度的道路 属性要素，包括但不限于道路边缘、车道边缘、中线等信息。车辆在行驶时，可根据高 精度地图中的信息，进行精确导航，宛如行驶在一条“无形的轨道”之上。在高精度地 图这条“无形的轨道”的协助下，智能驾驶对传感器和算法的依赖度将大幅降低，车辆

5、行驶的安全性大幅提高。高精度定位确保车辆行驶不“出轨”。高精度地图凭借其厘米级的地图信息，为智能驾 驶车辆绘制出了一条“无形的轨道”，但若要保证车辆可以平稳的行驶在这条轨道之上， 还需配备与高精度地图精度相近的定位功能。在高精度定位的协助下，车辆可对自身位置进行精准定位，确保其实际位置与高精度地图中显示的位置一致，防止车辆“出轨” 现象发生，更好的实现导航定位的功能。高精度定位与高精度地图共同实现导航定位功能，但市场对二者的区别存在认知差，其 在产业链、产品形态层面差异巨大。高精度定位目前主要可分为四类：卫星定位、惯性 定位、视觉定位、路测定位。上述四种定位在使用、建设时均涉及硬件设备，如增强

6、基 站、卫导产品、惯导产品、摄像头等传感器、路端检测单元等。而高精度地图则仅在构 建时依赖硬件，在使用时对硬件依赖度较低。高精度定位产业链涉及专用的卫导、惯导模组、芯片、板卡，GNSS 天线，RTK 信号服 务等，需要硬件设备和软件算法实时协同；高精度地图则主要为数据信息，其对硬件依 赖度较低。因此，高精度定位功能的实现需要在智能汽车内预装硬件，通常需在前装环 节完成，而高精度地图则可通过 OTA 的方式在后装环节进行下载和更新。多种定位技术相融合有望成为未来车载导航发展的主流趋势。卫惯组合导航凭借其精度 高、稳定性强、成本友好等优势有望成为智能汽车导航领域的主要定位技术，但视觉定 位和路测定

7、位亦有其优势适用场景。视觉定位成本优势明显，但定位精度较差。视觉定位以普通定位做参考，依赖视觉等传 感器对高精地图定位图层中的 LandMark 进行识别感知，依靠视觉算法推算出车辆位置。 其在定位功能上高度复用高精地图和摄像头等传感器，无需额外部署硬件，因此在成本 上优势明显。但其定位精度与高精度地图精度和视觉算法高度相关，当前整体定位精度 较低。视觉定位技术虽然依赖高精度地图，但高精度地图本身并不具备定位功能。路测定位成本过高，但在隧道等少量场景中应用良好。路测定位主要依赖路测单元为其 提供绝对参考系，通过测量车辆与多个路测单元之间的距离对车辆位置进行推算。由于 路测单元在开放道路上大范围

8、建设成本过高，因此当前仅在隧道等少数场景下采用类路 测定位技术。随着智能网联化、车联网建设进度不断推进，路测定位在开放道路中大范 围使用的可能性亦在不断增强。总结来看，我们认为多定位技术融合有望成为智能驾驶定位导航功能的发展趋势。视觉 定位凭借其低成本，有望在中低价位车型中广泛应用，高精度地图精度的提升将带动其 精度提升。路测定位在开放道路中建设成本过高，发展进度较慢，但有望成为多车智能 阶段中重要的定位技术。卫惯组合导航是当下同时具备性能和成本优势的解决方案，有 望在智能驾驶向 L3 及以上升级的过程中成为导航定位的首选。3 解密卫惯组合定位导航产业链卫惯组合定位导航产业链拆解高精度定位基于

9、普通卫星定位，采用信号增强系统将定位精度从米级提高至厘米级。普 通卫星定位需同时接收至少 4 颗卫星信号，以确定经度、维度、高度、时间差四个变量， 从而实现对位置的定位。但卫星信号在穿越电离层、对流层时会产生一定波动，从而引 起误差，最终导致定位精度在米级。地面增强基站使用 RTK 技术计算卫星定位误差， 并将误差值发送至目标终端以进行位置修正，从而提高定位精度。当前高精度定位技术 可将定位精度从米级增强至动态厘米级，静态毫米级水平。高精度定位产业链主要可分为四部分：GNSS 卫星导航、IMU 惯性导航、差分增强信号、 GNSS 接收天线。卫星导航通常与惯性导航组合使用。卫星导航在有遮蔽物时，

10、容易出现信号弱或丢失情 况。在卫星信号微弱或者丢失卫星信号的情况下，车辆可利用惯导使导航系统继续工作， 保证其正常工作，提高了自动驾驶系统的稳定性和可靠性。惯性导航通过惯性测量组件 （IMU）测量载体的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度 和位置信息，具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点。 卫星导航可覆盖绝大多数应用场景，而惯性导航主要作为卫星导航的补充，两者组合使 用，将增强导航系统在各类环境中的稳定性。卫星导航和惯性导航根据算法组合方式不同分为紧耦合与松耦合。紧耦合即在二者原始 数据层面进行深度耦合计算，计算结果综合考量卫导和惯导两方面数据，

11、精确性和稳定 性较强，但要求厂商同时掌握卫导和惯导两种底层原始算法，对算法积累要求较高。 松耦合则在卫导和惯导独立计算出绝对位置信息的基础上进行耦合，厂商无需同时掌握 两种底层算法，故而其易于集成，商用速度较快。当下同时掌握两种底层算法的厂商较 少，松耦合占比较高，但考虑到紧耦合在精确性和稳定性方面的优势，我们认为紧耦合 将成为发展的方向。增强基站可为终端提供差分定位信号，以供其对自身位置进行修正，提高定位精度。增 强基站的位置在建设过程中已经被精密测量，为已知的精确位置信息。其接收卫星信号 后可计算出自身非精确位置信息，结合已知的精确位置信息即可测算出其所在区域的误 差数据，即差分定位信号。

12、一定区域范围内的误差数据基本相同，因此终端在接收差分 定位信号后，即可对自身精准位置进行测算。国内可提供增强服务的基础厂商较少。增强服务基础厂商即自有增强基站的厂商，中国 移动、千寻位置、六分科技、国家电网、南方电网目前所拥基站个数约为 4000+、2800+、 2300+、1000+、600+。截至 2021 年 12 月 18 日，千寻位置主要股东为阿里巴巴、中 兵北斗；六分科技主要股东为腾讯、中国电信、四维图新（四维图新亦为腾讯产业生态 成员）；国家电网和南方电网基站自用为主。除上述企业外，中海达、华测导航、司南导 航等公司亦具备建站能力，承包中国移动，国家电网等企业大量建站项目。根据差

13、分定位信号播报方式的不同，增强系统分为地基和星基两种。地基增强系统主要 通过通信网络传播，主要用作地面平原、城市等人口密集、通信服务信号覆盖较好的区 域。星基增强系统则通过卫星网络播报差分定位信号，成本较高，主要覆盖海洋、高山、 空中等通信服务信号覆盖盲区。两者在应用场景方面形成互补。GNSS 接收天线用于滤除杂波，强化、接收差分定位增强信号。GNSS 天线可接收多个 导航定位星座的多个频段的信号，具有高增益，宽波束、低仰角增益、广角圆极化、稳 定相位中心等特点，在高精度定位设备中必不可缺。目前国内 GNSS 天线供应商主要为 中海达等企业。在上游零部件及服务供应领域中，北斗星通、中海达、千寻

14、位置优势明显。其中，北斗 星通旗下和芯星通为高精度定位芯片的重要供应商；中海达在 GNSS 天线领域优势明 显，市占率领先；千寻位置坐拥中兵北斗和阿里巴巴两大股东，凭借自身先发优势，在 差分信号服务市场份额占优。产品集成领域，卫星导航与惯性导航相结合趋势明确。目前的集成商分为两类：卫导基 础上融合惯导、惯导基础上融合卫导。第一类集成商以专业卫导厂商为主，如华测导航、 中海达、北斗星通等；第二类集成商以惯导厂商为主，如导远电子等。车载导航高精度定位市场测算汽车销量基数高，汽车智能化产业链空间巨大。据国际汽车制造商协会数据统计，在 2020 年疫情发生之前，全球汽车年销量接近亿级规模，中国市场汽车

15、年销量近年来也 稳定在 2500 万辆以上，且占全球汽车年销量的比重逐年上升。汽车智能化所涉及产业 链包括传感器、定位、决策执行等方面，亿级规模的汽车销量所带来的智能化相关产业 链价值巨大，吸引着各类科技巨头们纷纷入局智能驾驶产业。测算假设：1）根据 2020 年世界智能网联汽车大会发布的智能网联汽车技术路线图 2.0，路线图设定的目标为 2020-2025 年 L2-L3 级的智能网联汽车销量占当年汽车总销量的比例超过 50%。我们假设，到 2025 年新车自动驾驶 L3 及以上渗透率为 30%， 同时高精度定位的渗透率为 30%； 2）我们预计，2021 年 GNSS 设备的单价为 250

16、0 元，此后每年均有一定价格降幅；在不考虑存量汽车装配高精度导航定位设备的可能性 下，我们预计 2025 年，单纯由自动驾驶驱动的国内高精度导航定位设备市场空间约为 86 亿元，2021-2025 年累计市场空间约为 161 亿元。伴随自动驾驶的推进，已有不少车厂尝试推出带有高精度定位的车型。2020 年是高精 度定位集中量产上市的第一年，不完全统计，一共有 6 款车型搭载了厘米级、亚米级高 精度定位。以 2020 年推出的小鹏 P7 为例，P7 搭载千寻位置 FindAUTO 高精度定位服 务以及高德的高精度地图，定位精度可达厘米级，从而提升车辆在恶劣天气和极端环境 下的安全指数。2021

17、年 4 月推出的小鹏 P5 也支持厘米级的定位精度。从目前来看，支 持高精度定位的车型仍然较少，我们认为这主要是由于目前乘用车自动驾驶的大多仍为 L3 以下。我们预计伴随自动驾驶的不断发展，未来搭载高精度定位将成为主流。4 投资分析智能化有望承接新能源化，成为乘用车变革的另一重大契机。诸多车企已经在 2021 年 底推出了具备高精度定位功能的智能驾驶车型，上述车型有望于 2022 年大批量交付。 随着技术和法律法规的不断完善，我们预计 2022-2023 年将会有更多具备智能驾驶功 能的车型落地，智能驾驶等级亦有望稳步攀升。高精度定位凭借其强大的性能、可控的 成本，有望成为 L3 及以上智能驾驶车辆标配功能。