司南导航是完全自主掌握高精度北斗/GNSS模块核心技术并成功实现规模化市场应用的国家级专精特新“小巨人”企业。公司在高精度算法、专用芯片和核心板卡/模块等方面持续投入实现了进口替代,并达到国际先进水平,在国内处于行业领先地位。公司主要产品为基于北斗及其他卫星导航系统的实时高精度定位芯片、模块、接收机等数据采集设备终端和高精度北斗/GNSS应用系统解决方案,广泛应用和服务于测绘与地理信息、智能交通、形变与安全监测、无人机、辅助驾驶与自动驾驶、野外机器人、精准农业、物联网等专业领域和大众应用等领域。
报告期内,公司继续坚持高比例研发投入,在芯片和模块方面不断自主创新的,大力推动技术迭代、产品革新升级。基于具有完全自主知识产权的QuantumIII开发的的K803G与K823G高精度RTK定位模块,支持BDS-2、BDS-3卫星系统信号跟踪,适用于测量测绘、机器人、地基增强和无人机等领域,公司最新研制的新一代基带射频一体化高精度芯片Quantum-IV目前已研制成功,将适时发布。公司通过持续积累的北斗/GNSS高精度基础产品自主创新能力和技术,形成产品和服务竞争优势,不断引领和开拓北斗/GNSS高精度定位产业下游的行业应用。报告期内公司先后推出M100X组合导航接收机、Z30室内外定位便携式终端、AG502北斗农机自动驾驶系统、激光RTK接收机、XT100平地引导系统等前沿产品,不断打破高精度卫星导航定位产业传统应用的边界。
公司基于自身的技术优势,也布局了智能与辅助驾驶方面应用,推动自动驾驶、智慧农业、智能化港口、数字化施工、人员安防、安全监测、低速机器人、无人机等新兴产业与北斗、5G、物联网、大数据、人工智能等数字前沿技术深度融合,朝着“精准定位服务数字时代”企业愿景迈进。
2023年司南导航成功上市,迎来跨越式发展里程碑:8月16日公司首次公开发行股票并在上海证券交易所科创板正式挂牌上市,向社会公开发行人民币普通股(A股)1,554.00万股,每股发行价格为人民币50.50元,募集资金总额为人民币78,477.00万元,扣除不含税发行费用人民币9,366.63万元后,实际募集资金净额为人民币69,110.37万元,为公司后续发展所需资金提供有效的保障。
公司加速全球市场布局将国产自主核心技术和产品推出国门,积极拓展北斗高精度应用的海外市场,提高国际竞争力。积极参展第二届北斗规模应用国际峰会、INTERGEO2023、德国汉诺威农机展、第四届中阿北斗合作论坛等国际展会拓宽知名度,11月,携最新发布的司南Lu5激光RTK首次亮相CHIN-TERGEO展览会。2023年公司产品和服务远销海外130多个国家和地区,其中50多个在“一带一路”域内。
公司致力核心技术,拓展北斗应用。截至报告期末,公司拥有授权专利65项,其中授权发明专利46项(含美国发明专利7项),另有21项受理中的发明专利进入实质审查和公开阶段。截至2023年底,公司主持或参与了高精度卫星导航应用领域的已实施的4项国际标准、21项国家/行业/团体标准的制定。由司南导航牵头制定的国家标准《北斗/全球卫星导航系统(GNSS)高精度片上系统(SoC)技术要求及测试方法(标准号:GB/T42576-2023)》正式发布,团体标准《北斗地基增强系统基准站接收机性能要求及测试方法》获评2023年“上海标准”。2023年公司的创新技术和经营成果入选《2022年上海市专精特新“小巨人”市场竞争力指数》总榜TOP10、《2023年度(第二批)上海市创新产品推荐目录》;获评“高精度定位方案前装本土供应商TOP10”;获得卫星导航定位创新应用奖金奖、科技进步一等奖;公司北斗高精度模块创新团队获评“2023年上海市工人先锋号”。
报告期内,公司实现营业收入41,169.23万元,同比增长22.66%。归属于上市公司股东的净利润4,182.10万元,同比上升15.57%。归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润2,579.82万元,同比上升17.96%。
报告期末,公司总资产123,367.69万元,较年初上升149.80%,归属于上市公司股东的净资产102,413.67万元,较年初增加242.98%,主要是公司于上交所科创板上市,收到募投资金所致。
2023年,公司整体经营成果良好,营业收入和净利润同比2022年同期均有增长。
通常情况下,根据北斗/GNSS(全球卫星导航系统)定位精度的不同,可以将卫星定位产品粗略分为精度在几米到几十米的“导航级”和定位精度在亚米、厘米甚至毫米级的“高精度定位级”两大类。日常生活中,最常见到的导航级产品是车载导航仪、手持式或佩戴式定位终端(手机、智能定位手表)等消费类电子产品,这类产品的基本原理是利用卫星信号进行独立单点定位,其定位精度也较低,一般在几米到几十米的范围。相对而言,高精度定位设备是指定位精度在1米以内的产品,这类设备通过各种解决途径对自身接收到的卫星信号进行再处理,使最终精度远远高于独立单点定位精度。在高精度定位领域,司南导航自主研发的高精度北斗/GNSS技术能够动态实时达到厘米级,事后静态可以达到毫米级,该项技术目前已达到国内领先、国际先进水平。
卫星导航需要通过卫星导航系统实现。卫星导航系统通过卫星不间断地向地面发送电文信号,地面使用者则通过数据采集终端接收信号后对电文加以解析,并根据单程传输时间乘以传输速度即可计算出使用者到卫星的距离。一般而言,利用三颗卫星计算出使用者所在的大致纬度、经度和高程,再通过第四颗或更多的卫星一起确定时间变量,即可实现卫星导航功能。
然而,卫星信号在向地面传输的过程中还会受到电离层和对流层折射或是建筑物等障碍物反射等不良因素的干扰,导致实际传播时间与计算存在偏差,进而导致卫星导航系统定位精度降低,无法满足高精度导航的基本需求。因此,高精度卫星导航都要通过差分增强系统提高定位精度。目前,主流的增强系统主要有地基增强系统及星基增强系统。总体而言,星基增强系统服务范围极广,凭借少量地球同步轨道卫星即可覆盖全球,但是修正精度较低,且卫星单价十分昂贵,维护也较为困难;地基增强系统具有修正精度较高、建设成本低、维护相对简单的优点,但是单个参考站或基准站的覆盖范围较小,需要通过大面积建设参考站或基准站网络以扩大服务范围,并且难以覆盖高空、海上、山区等特殊环境。目前,各国常见的卫星导航增强系统建设基本是以地基增强系统为主、星基增强系统为辅。
RTK(ReaTimeKinematic)技术又称实时动态测量技术,是以载波相位观测为依据的实时差分GNSS技术。实时动态差分定位技术(RTK)是测量技术发展里程中的一个突破,它由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成。RTK技术通过在地面固定地点建造地基增强站(有精确的固定坐标),地基增强站利用卫星导航系统的基本原理获得站点的相对坐标并与其固定坐标进行比较,从而计算出综合定位误差。在地基增强站的覆盖范围内,对流层、电离层对卫星定位误差的影响相似,因此使用者通过数据采集终端实时接收综合定位误差并修正卫星定位数据,即可在瞬间获取较高的定位精度,最高可达毫米级。
经过多年的发展,司南导航已形成了“基础产品(芯片、模块)+终端+数据应用及系统解决方案”的业务模式。
公司自主研发的高精度GNSS芯片融合核心RTK算法并集成到模块中。模块一部分直接对外销售,另一部分作为核心部件用于生产高精度GNSS接收机等数据采集设备、农机自动驾驶系统等终端。公司还会根据不同客户的个性化需求提供数据应用及系统解决方案以获得收入。数据应用及系统解决方案主要涵盖地基增强系统、形变与安全监测以及自动驾驶与辅助驾驶等专业应用领域。
高精度GNSS模块系公司所有产品的核心部件,决定了终端产品的性能。公司的数据采集设备系由高精度GNSS接收机和配套设备构成,其中高精度GNSS接收机搭配了公司自主研发的高精度
GNSS模块;农机自动驾驶系统系以高精度GNSS接收机作为高精度导航定位的核心设备,为农业客户提供相应高精度导航应用方案;数据应用及系统解决方案模式是客户向公司提出终端应用需求,公司以高精度GNSS接收机为基础,配合软件及其他外购设备作为解决方案满足客户的个性化需求。各产品或服务之间的联系如图所示:
模块(模块是指集成化更高的板卡)是利用北斗/GNSS芯片、外围电路和相应的嵌入式控制软件制成带输入输出接口的板级或模块级产品。由于板卡接上天线可以接收到导航电文,并计算出导航数据PVT(Position、Veocity、Time,位置、速度和时间),因此也称为接收机主板,用户利用这个模块结合应用需求能够开发各种应用。
高精度GNSS接收机内置自主研制的模块,采用差分定位技术,支持BDS、GPS、GLONASS、Gaieo等主流全球卫星导航系统,可快速实现厘米级定位。凭借着高精度、高可靠性,能够广泛用于测量测绘、形变与安全监测、驾考驾培等领域,在各个应用领域帮助用户完成全方位的高精度数据采集任务,实时提供高精度的位置和速度信息。
配套设备是指配合高精度GNSS接收机进行测量测绘、智能驾考、精准农业等行业应用的辅助产品,这些产品主要包括:测量手薄、GNSS多模多频天线以及其他配件等。其中,测量手薄用于实现记录及阅读测量数据,GNSS多模多频天线则用于接收GNSS信号,为高精度GNSS接收机提供输入的信号源。
公司智能驾驶与数字施工系统集成了显示平板、多功能方向盘、接收机、天线、电机、传感器等主要部件和其他零部件。其中,接收机集成了公司核心产品高精度GNSS模块,实现了农业博鱼机械的自动驾驶功能与工程博鱼机械的数字施工,精度误差不超过2.5厘米,可安装在播种机、起垄机、打药机、收割机、插秧机等农业博鱼机械,目前公司数字施工系统可安装在挖掘机、推土机、平地机等工程博鱼机械上。
数据应用及系统解决方案系公司基于在高精度卫星导航定位领域积累的技术成果,紧跟全球四大卫星导航系统兼容互操作趋势,结合自主研发生产的高精度GNSS接收机,灵活满足不同行业的差异化需求,全面布局高精度GNSS生态圈,产品应用涵盖地基增强系统、形变与安全以及自动驾驶与辅助驾驶等专业应用领域。与向客户直接销售高精度GNSS接收机等数据采集设备不同,数据应用及系统解决方案属于系统集成领域,主要依托公司自主研发、生产的各类高精度GNSS模块、接收机,搭配其他软硬件产品,根据客户实际需求提供解决方案。
此外,公司依托高精度算法、专用芯片和模块自主可控的技术和产品优势,持续在无人机、智能驾驶及物联网等新兴业务领域进行布局,以积累在新兴业务领域的先发优势。
近年来应用于植保、物流、消杀等领域的无人机精准飞行市场发展迅速,根据前瞻产业研究院数据显示,预计我国工业无人机2020年至2025年复合年均增长率达39%。公司多年来持续加大应用于无人机领域的高精度北斗/GNSS核心技术研发投入,推出的K8系列北斗高精度定位/定向模块,支持板载组合导航解算,其更优越的定位和导航性能、更小尺寸和更低功耗优势为司南导航拓展无人机等新兴高精度应用市场提供有力支持。公司将持续加大无人机领域相关的研发投入和市场拓展,抓住无人机市场机遇,实现新的业绩增长。
智能驾驶技术近年来一直是各界关注的焦点,智能驾驶需要感知车辆及周边环境信息,并通过车路协同系统与可能影响车辆的实体进行信息交互,高精度卫星导航定位技术为智能驾驶提供高精度、全天候的实时三维位置、速度、姿态和一维时间(PVTA)的十参数时空信息。公司在智能驾驶领域进行高精度PVTA传感器方面的技术攻坚,保障智能驾驶汽车中高精度数据在严苛的车载工况环境下的可用性与可靠性。公司开发车规级模块K802,瞄准自动驾驶前装应用,支持全系统多频点定位,内置抗多径和抗干扰技术,具备组合导航能力,保障车辆在复杂环境下实现高精度定位与感知。公司积极融入整车企业的智能驾驶生态链,充分把握北斗高精度技术在智能驾驶市场的发展机遇。继2018年为上汽荣威MarveX提供智能驾驶汽车北斗高精度位置感知解决方案后,司南导航高精度北斗/GNSS定位技术持续迭代,2020年开始助力上汽集团600104)全球首款“5G+L4级”智能重卡示范运营任务,截至报告期末,已保障超过700万公里的示范运营,运输超过20万标箱。司南导航M900组合导航接收机,内置完全自主知识产权智能融合算法,支持多样化的数据协议和传输方式,可结合车联网、大数据等信息化平台,满足车载导航、智能交通等需求。
物联网(IoT)是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,将包括北斗/GNSS及其他各种传感设备所提供的位置、时间、状态、环境等信息与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。随着国家高精度基础设施建设逐步完善,司南导航完全自主掌握的高精度北斗/GNSS模块核心技术及产品将为实现万物互联的移动终端提供高精度PVTA传感器的全产业链支撑。
司南导航自成立以来,一直重视产品创新和技术人才的培养,致力于高精度北斗/GNSS技术的研发及应用,在结合过去成功经验和适应自身特点的基础上形成和建立了与公司匹配的经营模式。
公司把技术创新放在企业发展战略的优先位置,以技术创新带动市场销售与客户服务。通过多年的积累与历练,公司的研发团队已成为国内北斗/GNSS芯片、模块行业中最富有技术底蕴和产品开发经验的队伍之一。凭借对高精度定位技术持续不断地研发,公司核心研发团队打破国外技术垄断,主要技术骨干百余人次获得省部级以上科技奖项。
公司根据产品技术行业发展趋势以及下游客户的实际应用需求,开展新产品和新技术的研发工作。为确保整个研发过程从论证到生产均顺利进行,公司建立了严格的研发体系,并制定了《产品设计和开发控制程序》等研发流程控制文件。公司的研发流程主要可以分为策划、初步设计、详细设计、初样研制、正样研制、试生产等六个阶段。公司建立了严格高效的产品研发流程和质量控制体系,将产品从立项、计划、设计与开发、验证到市场化等环节进行全过程管理与监控,促使研发的各个环节高效运行。公司研发模式以市场为导向,通过市场一线人员与研发工作的紧密配合,做到充分的市场调研和分析,确保研发计划的正确性;规范的流程与严格的评审要求,保证产品实现与市场需求的一致性。
公司采购工作主要由采购部负责。需求部门根据实际需要填写并发出请购单。采购部收到请购单后,按照物料需求的紧急程度、采购周期长短结合安全库存量,合理安排采购计划并选择合适的供应商进行采购,并验收入库。除此以外,采购部还会定期获取需求部门的物料消耗情况并及时进行采购,以维持正常生产运转并确保安全储备量。公司建立了完善的供应商管理制度,并制定了规范的合格供应商名录。对于境内采购的原材料,公司通常从合格供应商名录中选择供应商直接进行采购;而对于境外采购的原材料,公司则主要通过专业的供应链服务商从国外供应商直接采购。公司会对新增供应商结合产品质量、产品价格、资格资质、市场信誉等多方面因素进行综合考察,满足条件的供应商将被录入合格供应商名录,并在后续合作过程中持续接受考核和管理。
公司采取“订单生产加安全库存”的生产模式。对于订单生产,营销部门在收到客户订单后先对客户资质进行审核,合格后对合同进行评审,若是标准产品则安排生产制造部门进行生产。对非标准产品,若技术开发难度较高,且公司没有与之匹配的在研项目,公司会安排研发部门根据需求立项开发后生产。对于安全库存备货,则是根据现有订单情况和市场需求进行预测并动态调整,进而定制生产计划。
根据行业和区域特点,公司选择了符合自身业务发展的销售模式。公司主要产品面向全球销售,针对境内和境外市场的特点以及客户需求,采取直销和经销两种模式进行销售。
中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统(GNSS),也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。自主可控的北斗系统为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务。
司南导航所处的高精度卫星导航定位产业属于国家战略性新兴产业,系我国北斗产业的重要组成部分。为推进高精度卫星导航定位产业快速、持续发展,并提升我国在高端科技领域的整体实力,近年来,我国相关政府职能部门已制定并实施了一系列法律法规及产业政策,对高精度卫星导航定位产业的发展提供了良好的政策支持。
按照企业在产业链中的位置,高精度卫星导航用户段产业可以细分为上游、中游和下游三部分。上游主要是指包括高精度北斗/GNSS芯片、板卡/模块、软件、天线等在内的基础器件;中游主要是指诸如高精度GNSS接收机在内的各类数据采集设备产品以及各类高精度GNSS系统集成服务;下游主要是基于各种技术和产品的应用及运营服务环节。
高精度卫星导航定位产业的上游供应商主要提供高精度GNSS芯片、板卡/模块以及研制核心算法、软件等产品。高精度GNSS芯片、板卡/模块是技术含量较高的环节,需要长时间的技术积累与巨大的资金投入,随着国内企业在核心技术上的突破,芯片、板卡/模块市场主要由国外巨头垄断的局面已经有所改观,目前国内外高精度GNSS芯片、模块主要厂商包括司南导航、和芯星通、天宝(Trimbe)、诺瓦泰(NovAte)等。
高精度卫星导航应用主要通过终端产品或软硬件集成的系统解决方案加以实现。终端产品主要有高精度GNSS接收机及GIS数据采集器等,系统解决方案包括形变与安全监测系统、车辆自动驾驶系统、驾培系统等。高精度GNSS接收机市场过去基本由国外厂商主导,但随着国内厂商特别是上游基础器件厂商的技术实现突破,国产终端产品性能已不亚于国外厂商。目前中游产品及解决方案的市场份额基本已被国内厂商取代,代表性的厂商主要有南方导航、司南导航、华测导航300627)及中海达300177)等。
高精度卫星导航定位产业的下游运营服务主要是通过建设地基增强系统提供的卫星信号增强服务以及基于各种技术和产品的应用及运营服务。下游运营服务代表性厂商主要有千寻位置、中国移动600941)、六分科技等。
高精度卫星导航定位技术为提供高精度、全天候的全球实时三维位置、速度、姿态和一维时间(PVTA)的十参数时空信息,司南导航的高精度卫星导航定位技术目前主要应用在模块及数据应用、时空信息应用、智能驾驶与数字施工3类行业,随着中国建成更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,提供高弹性、高智能、高精度、高安全的定位导航授时服务,司南导航自主创新的北斗高精度核心技术和产品及服务也将应用在更多的行业和场景。
模块及数据应用行业主要是公司自主研发的高精度算法、自研专用芯片和各种模块核心产品所服务的行业,和应用于地基增强系统、形变与安全监测、智能交通、自动驾驶与辅助驾驶、野外机器人、无人机、割草机、物联网等根据客户实际需求,搭配其他软硬件产品及各种配件组成的高精度卫星导航定位数据应用系统解决方案,以及技术服务。
地理信息应用行业主要公司自主研制能提供的高精度PVTA时空信息的北斗/GNSS接收机以及专用配套设备能直接服务的行业,公司直接销售给客户的地理信息应用产品主要包括一体机(H系列、T系列、SR2系列)、分体机(M300系列、M600系列、A100系列、M10系列、M900系列)、M300Pro接收机、普适型接收机(A300、A100)以及GIS手持机等数据采集设备。
智能驾驶与数字施工行业主要是指公司针对播种机、起垄机、打药机、收割机、插秧机等农业博鱼机械研制的自动驾驶系统,和服务于挖掘机、推土机、平地机等工程博鱼机械的数字施工产品所应用的行业。
我国高精度导航定位产业目前整体处在行业成长期,呈现较快增长的趋势。在测量测绘、地质灾害监测等领域,由于卫星导航等新型测绘技术的迅速普及,该行业的应用需求不断被挖掘出来;在精准农业领域,由于国家政策的大力扶持以及农村人口向城市人口的大量转移,对农机自动驾驶的需求迅速提高。除此以外,随着经济增长和城市发展的需要,诸如智慧城市、智能交通等高精度卫星导航定位应用的新需求层出不穷,推动整个产业蓬勃发展。
受各地经济发展水平以及地理位置的影响,我国高精度卫星导航定位产业发展呈现一定的区域特征。在首都圈、长三角和珠三角等地区,由于经济发展水平较高,基础设施较为完善,对智慧城市、智能交通、建筑物位移监测等应用的需求较大;在云南、贵州、四川等西南地区,由于地处山区且地震活动相对频繁,对地质灾害监测等应用的需求较大;在东北、内蒙古、河南、新疆等地区,由于平原广阔或农业耕作面积较大,因此对精准农业等应用的需求较大;在山西、内蒙古等地区,由于石油、煤炭等矿产资源储量丰富,因此对测量测绘等应用的需求较大。
我国高精度卫星导航定位产业下游应用领域呈现出明显的季节性特点,例如在测量测绘、地理信息采集、安全监测等领域,目标客户主要为国企、政府和事业单位,受预算安排的影响较大,因此该类客户年初采购量较少,而年末采购量较大;在精准农业领域,由于农业活动的春耕秋收工作受季节影响十分明显,因此客户采购集中在第二和第四季度。除此以外,由于部分客户采用项目验收方式进行结算,而验收期普遍集中在年末,导致行业内企业第四季度收入普遍占比较高。
在整个高精度卫星导航定位产业链中,以高精度GNSS芯片为核心的上游器件是卫星导航系统的驱动因素,是终端集成、系统集成等环节的重要支撑,也是整个产业发展的基础。
卫星导航系统具有先天的脆弱性和局限性。首先,导航卫星发送的导航信号要穿过大气层、电离层才能到达位于地面、空中的用户接收设备,卫星导航服务必然受到大气层、电离层变化的影响;其次,导航信号还可能因为建筑物、山体等遮蔽物造成反射,因此地面接收设备接收到信号常常是经反射的信号,而不是卫星直接播发的信号。第三,在国际电信联盟的频率分配中,L频段不仅分配给了卫星导航,还分配给了其它无线电业务,相邻频段工作的射频发射设备产生的段外辐射也会给卫星导航产生无意干扰。总体而言,卫星导航系统固有的脆弱性、局限性使卫星导航服务存在着不足,用户在任何时间、任何地点、任何环境下畅通无阻地使用卫星导航服务的难度较大,依赖卫星导航服务的国家基础设施的安全、高效、稳定运行面临严重挑战。
对于GNSS数据接收设备而言,卫星与GNSS数据接收设备相距数万公里,任何一台接收机都不能预知自己会接收到哪颗卫星的信号。由于卫星与接收机的相对运动关系、卫星时钟频漂、本地晶体振荡频率漂移,接收机无法获知接收信号载波、相位与本地载波、相位之间是否一致,因此GNSS数据接收设备要分别从卫星(PRN码)、伪码相位、载波多普勒频率三个方向对信号进行搜索。接收机接收到的卫星信号很微弱,一般是淹没在噪声当中,而热噪声功率谱是很均匀的,一旦接收信号中混入了窄带干扰,那么信号频谱在频域上会有显著的变换,GNSS芯片就是要利用这些不同的特征,将干扰带宽内的窄带干扰信号幅度限制在一定的范围,从而有效降低带内干扰信号对接收机捕获跟踪的影响。
为了排除干扰提高定位准度,这就要求GNSS芯片综合运用多维矩阵运算技术、内存优化技术、非差推导技术、电离层处理技术、三频超宽巷技术、动态在航技术等抗干扰算法,从而使GNSS芯片需要持续的技术创新。
司南导航是国内完全自主掌握高精度北斗/GNSS模块核心技术并成功实现规模化市场应用的国家级专精特新“小巨人”企业。公司始终坚持自主研发、持续投入、以市场需求为导向的研发策略,持续保持在核心技术研发上的高投入,为公司保持在行业内的领先优势提供支撑。公司先后自主研发设计Quantum-Ⅰ、Quantum-Ⅱ、Quantum-Ⅲ三代高精度北斗/GNSS芯片,和基于各代专用芯片研制具有完全自主知识产权的K5、K7、K8各系列北斗高精度定位/定向核心板卡/模块,并已广泛应用。公司最新研制的新一代基带射频一体化高精度芯片Quantum-IV已研制成功,将适时发布。公司在高精度算法、专用芯片和核心模块等方面持续投入实现了进口替代,在国内处于行业领先地位,并达到国际先进水平。近年来公司在国内高精度GNSS模块产品领域的市场占有率约为四分之一,市场占有率较高,公司产品具有较高的市场认可度。
司南导航不仅是北斗/GNSS高精度定位芯片和模块技术的自主创新者,也是北斗/GNSS高精度定位技术产品化和产业化应用的引领者。公司集研发、生产、销售、服务为一体,致力为全球用户提供全方位、多领域的高精度北斗/GNSS芯片、模块、接收机等数据采集设备终端和高精度北斗/GNSS应用系统解决方案。
司南导航产品应用涵盖测绘与地理信息、智能交通、精准农业、形变与地灾监测、辅助驾驶与自动驾驶、无人机、户外机器人、物联网等专业领域和大众新兴应用市场。公司产品现已被南方导航、国家电网、中国移动、上汽集团、千寻位置等业界知名企业购置使用。此外,公司产品还被清华大学、武汉大学、上海交通大学、同济大学、华东师范大学等国内多家知名院所进行产业化前期科研使用,对后期产业化应用具有积极引领作用。公司高精度北斗/GNSS产品在第29次南极科考、国家北斗地基增强系统、“西电东送”骨干工程、中国移动5G、中国联通专项北斗高精度基准站建设等国家重大项目中均发挥了重要作用。2022年,司南导航北斗设备提供的高精度定位服务,为深中通道海底隧道跨海筑路精准施工发挥了关键作用,央视《奋进的中国》及人民网《了不起的中国创造》专题报道中,给予高度评价,称赞北斗屡创工程奇迹。
公司核心研发团队从事高精度北斗/GNSS技术和产品研制十余年,数十次参与国家和上海市高精度卫星导航类科研项目。继2012年及2014年两次承研北斗二代重大专项“多模多频高精度OEM板”后,公司于2020年、2021年又六次完成独立或牵头承研北斗(全球信号)全部三项高精度多模多频基础类产品(射频芯片、天线、模块)的国家北斗重大专项。在2015年11月公司“多模多频高精度OEM板”入选国家《卫星导航专项北斗基础产品推荐名录》后,2020年9月国家发布的《北斗三号民用基础产品推荐名录(1.0版)》涉及高精度全部三项多模多频基础类产品(射频芯片、天线、模块),司南导航全部入选,该推荐名录是中国卫星600118)导航系统管理办公室正式发布的第一版民用基础产品推荐名录,对加快北斗基础产品推广应用具有重大指导意义。公司持续高比例投入研究开发具有核心竞争力、高附加值的创新性产品和服务,并加强知识产权保护,报告期内公司已授权发明专利新增1项,截至报告期末,公司拥有授权专利65项,其中授权发明专利46项(含美国发明专利7项),另有21项受理中的发明专利进入实质审查和公开阶段。公司为国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)成员,同时担任RTCMSC104、RTCMSC134以及RTCMSC135专业委员会委员,参与过RTCM3.X、RINEX及NMEA等国际标准的修订工作,公司也是国家认监委北斗基础产品认证技术委员会、全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)、中国电力企业联合会地理信息应用标准化技术委员会成员单位。截至2023年底,公司主持或参与了高精度卫星导航应用领域的已实施的4项国际标准、21项国家/行业/团体标准的制定。
公司主要技术骨干百余人次获得包括2017年度和2019年度两次“国家科学技术进步奖”二等奖、“2016年度上海市科技进步奖”特等奖、中国卫星导航年会北斗应用与产业类“北斗奖”等在内的省部级及以上奖项。2021年8月,司南导航成功入选工业和信息化部遴选的国家级专精特新“小巨人”企业,2022年公司技术中心入选上海市市级企业技术中心,标志着司南导航在北斗/GNSS高精度领域的综合实力得到了认可。2020年7月,北斗三号开通仪式上,司南导航“Quantum-III”SoC芯片等四款核心技术产品在人民大会堂北斗成果展领衔亮相。
公司致力北斗高精度核心技术和产品的创新研发与全球推广,多次作为中国北斗代表团的主要成员走出国门,产品销往海外130余个国家和地区,其中包括“一带一路”域内50余个国家和地区。央视新闻评价公司“是北斗在高精度应用领域走向全球的成功典范”,人民日报称赞“司南导航是中国北斗卫星导航系统全产业链100%自主知识产权在海外拓展的一个缩影”。
3.报告期内新技术、新产业300832)、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势
目前GNSS导航及定位的应用逐渐走向高精度与高稳定度的应用,是为了避免对单一系统的依赖,GNSS芯片企业陆续投入到了多模多频的芯片及模块的开发。多模多频技术的定位模块,可以同时支持多个频段和多个卫星系统,相比单频多模定位模块,可选择性更大,更加灵活。
SoC芯片(SystemonChip)直译是“芯片级系统”,通常简称“片上系统”。SoC芯片在硬件方面集成度更高,解决了模拟信号与数字信号的干扰难题,增加了更多的电源管理功能集成,实现了低功耗、低成本。
射频基带一体化(SoC)芯片通用引擎捕获跟踪,可实现芯片资源复用,不同卫星系统的捕获、跟踪可由通用硬件引擎并行完成,极大节省芯片资源,降低设计和生产成本。射频基带一体化芯片超低功耗技术则是通过动态调整工作状态进行部分休眠,满足用户超低功耗需求,使射频基带一体化芯片可以面向便携应用、大众消费类应用。射频基带一体化芯片利用高灵敏度基带技术,通过提高接收机的捕获、跟踪灵敏度,使其在城市峡谷、树荫等复杂的应用场景下,保持有效、可靠的定位。
精密单点定位(PPP)技术是指利用地球同步轨道(GEO)卫星播发的精密卫星轨道和钟差等数据产品,对各种误差项进行改正后,通过单台接收机的非差观测数据进行单点定位,获取高精度的定位结果。PPP-B2b是北斗全球系统首次对外发布的高精度信号,由三颗北斗高轨道卫星播发,为用户提供公开、免费的高精度服务。
近年来出现的精密单点定位技术,利用精密卫星轨道和精密卫星钟差改正,以及单台卫星接收机的非差分载波相位观测数据进行单点定位,可以获得厘米级的精度,因而在卫星导航业界得到了广泛关注和重视。PPP的主要优势体现在两个方面:一是使得用户端系统更加简化;二是在定位精度上保持全球一致性。
基于PPP-B2b服务的精密单点定位技术可以在一些RTK服务无法覆盖或覆盖不稳定的环境和场景中替代用户提供高精度服务,解决戈壁、矿山、海上等区域连续运行(卫星定位服务)基准站服务无法覆盖且基站架设困难等问题。
卫星导航互操作性要求相同业务信号的中心频率和带宽重叠,从而简化接收机体系结构。兼容性又要求信号互干扰在可容忍范围内,甚至频谱分离。兼容与互操作是全球卫星导航系统发展的主要方向,在北斗全球系统的设计和建设中,也非常重视信号的互操作设计,尽可能采用与GPS和Gaieo相同的频点、类似的调制方式、相近的带宽等频域参数,达到与GPS和Gaieo系统的高度互操作,坐标系统应尽可能一致,尤其是地面跟踪站尽量保持一致。
多个卫星导航系统之间的兼容互操作能够解决单一系统出现问题时,还可以保证用户的PNT服务,同时还可以提高PNT服务的可靠性。兼容互操作可以无限制地使用多星座提供的多频观测信息进行PNT应用,可减弱对单一星座的依赖,降低电磁干扰、地形/建筑物遮挡、电离层闪烁、拒绝服务等因素导致的性能下降或服务中断风险。在卫星导航系统多星座多频数据融合下,经过数据探测、筛选、组合,将显著增加卫星和测距信号的数量,大幅提升导航性能,提高卫星导航系统服务的连续性。
北斗系统不仅带动卫星导航行业的发展,通过北斗与不同产业的融合,将助力新基建相关目标的达成。北斗系统可应用于农业、医药、金融、交通等各个领域,与各个产业融合发展,较大程度提升工作效率,在灾情监测等特殊领域将发挥核心优势。
5G、物联网推动北斗加速推广,在5G商用的推动下,“5G+北斗”将成为重要基础设施,将定位、导航、时间感知与5G高速度、大容量、低延时的优点联系起来,发挥机器和网络环境的智能优势,最终实现广域和全球智能协同控制。在车联网领域,北斗的定位和授时功能帮助完成精准时间信息和位置信息感知,“北斗+5G+高精度地图”将开辟车辆车道级监控、车辆自动驾驶和智能无人驾驶全新领域应用,满足亚米级、甚至厘米级定位精度。
我国北斗地基增强系统工程建设于2013年11月启动。2016年5月18日博鱼boyu体育,国家北斗地基增强系统正式投入运行,这也标志着北斗开始面向全国提供高精度位置服务。
地基增强系统可以向用户播发轨道误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息,实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进,从而配合卫星导航系统实现高精度定位,是新的信息基础设施。
国家北斗地基增强系统已覆盖绝大部分国土,其他企业也在积极建设。如中国移动、中国联通、国家电网等公司,也在积极布局建设。地面增强系统建设的完成将为用户提供更高精度位置信息,为拓展高精度应用市场打下基础。
2020年8月3日,中国卫星导航系统管理办公室表示,“北斗三号”建成以后,已着手下一代北斗的建设发展,目标在2035年前建设一个更智能、更泛在、更融合的系统。目前正在推动这个工程的论证和后续的起步建设,它将成为“北斗三号”后续新的亮点工程。新一代卫星导航系统的研发将带动GNSS系统应用段各产业的发展,为北斗产业链各行业提供广阔的发展空间。
全球GNSS系统后续演化进程将进一步推动定位导航授时(PNT)现代化发展。2023年4月26日,中国卫星导航系统委员会在第十三届中国卫星导航年会上表示当前全球卫星导航进入快速发展的关键阶段,我国将顺应时代要求,加快建设高性能、高可靠、高安全的新一代北斗系统,加速构建更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合时空体系。为此,我国将进一步推进理论创新、技术创新和应用创新,大力推动卫星导航系统升级换代,使卫星导航系统的功能更为强大,性能更为优异,应用更为丰富。
高精度GNSS模块由射频、基带、处理器、外围器件,以及运行在其上的软件组成,模块接收来自高精度GNSS天线的射频信号,经过一系列复杂的处理计算后,最终通过硬件接口电路输出给用户高精度的空间三维坐标等信息。基带电路作为高精度GNSS信号接收的基础,完成对卫星信号捕获、跟踪与处理,是该技术中的关键核心器部件。GNSS信号高精度跟踪能力,直接决定了高精度定位产品的性能水平,公司在GNSS高精度领域中深耕十多年,拥有复杂环境下信号的高精度跟踪与处理技术,可为高精度处理算法提供高速率、高精度、高实时性的载波、伪距观测信息,以及相关卫星导航电文。具体技术如下:
①低功耗抗干扰技术:宽带采样技术将若干个窄带射频接收通道组合成三个宽带接收通道,通过下变频、滤波、采样、抗干扰、重量化等实现信号分离。相比传统的快速傅里叶变换技术,公司自主的抗连续波干扰技术具有电路简单、功耗低的优势;
②高性能捕获技术:同时支持高速捕获、高灵敏度捕获、高动态捕获等多种场景,可在开机的瞬间,实现高信噪比卫星的迅速跟踪和弱信号卫星的高灵敏捕获;
③高精度的信号跟踪与处理技术:该技术可对北斗、GPS、Gaieo、GLONASS等卫星导航系统的各种调制信号稳定跟踪,通过识别载波及伪距的变化速率和导航定位结果,快速识别接收机的动态变化状态,自适应调整载波和伪距跟踪环路的参数,让卫星跟踪始终保持动态变化与高精度跟踪的动态平衡,确保在各种动态场景下都能为PVT和RTK算法提供高可靠、高精度的载波、伪距数据。
公司自主研发的高精度GNSS算法,历经十余年迭代优化与市场打磨,拥有复杂环境下精度可靠、实时可用等特点。高精度算法包括基于伪距和载波相位改正的实时动态差分(RTK)技术和精密单点定位(PPP)技术。RTK技术是当前高精度GNSS行业依赖的主要技术,该技术利用架设在已知位置点上的参考站提供差分信息,对用户接收机的定位结果进行改正,将误差数米的单点定位精度提高至厘米级。虽然该技术已有40年的发展历史,但近年来现代化的GNSS信号体系与互联网技术的结合,推动该技术发展到新的高度。PPP技术是指利用地球同步轨道(GEO)卫星播发的精密卫星轨道和钟差等数据产品,通过单台接收机对相关误差项进行改正后进行单点定位,以获取高精度的定位结果。PPP-B2b是北斗全球卫星导航系统首次对外发布的星基精密单点定位信号,由三颗北斗高轨道卫星播发,为用户提供公开、免费的高精度定位服务。基于PPP-B2b信号的精密单点定位技术,可以在一些RTK差分服务无法覆盖或覆盖不稳定的环境和场景中,为用户提供高精度位置服务,解决如戈壁、矿山、海上等连续运行参考站系统无法覆盖、参考站架设困难或不具备无线通信条件等区域高精度定位问题。公司高精度GNSS算法技术先进性具体内容有:
①算法具有并行自适应支持北斗二号、北斗三号、GPS、GLONASS、Gaieo和QZSS,及目前各卫星导航系统所有民用频点信号的高精度计算能力;
②基于低功耗应用处理器,综合考虑多维矩阵的计算效率和内存优化,实现了高更新率的差分定位和定向能力。该算法使得芯片具备100Hz原始数据、50Hz定位和20Hz姿态解算的高频输出能力,RTK定位输出时延小于50ms。该技术可以满足高动态载体控制、智能驾驶、航天器对接等领域对高动态、低时延的应用需求;
③算法采用粗差探测、抗差估计、双擎冗余计算、非差平滑滤波等方法,减少差分定位对通讯网络质量的需求,降低了对终端和参考站共同可见卫星的依赖,增强了复杂环境下RTK的可靠性和可用性,提升了高精度GNSS模块在精准农业、工程施工、无人机控制、自动驾驶等方面的性能;
④针对新一代GNSS信号体系,实现了三频动态定位导航技术和定位定向的秒级快速固定;
⑥率先开展PPP-B2b信号研究,并将PPP-B2b技术和实时精密单点定位(PPP)算法应用于高精度产品,在不依赖于通信网络的情况下实现实时高精度定位。
上述技术综合应用了原始观测量、导航电文、基带电路对GNSS信号接收与跟踪方面的信息,以及单站、地基和星基等增强改正信息,针对智能驾驶、无人机、机器人、精准农业、测量测绘等领域的丰富应用经验,不断优化改进,上述多重技术的叠加有效满足了高动态、高精度的应用需求。
公司掌握了包括GNSS射频、基带、处理器等关键单元的芯片设计和集成能力,以及高精度GNSSOEM板卡和模块的设计制造能力。芯片和模块也是上述高精度GNSS信号接收和处理技术、高精度GNSS算法运行的载体和平台。
公司在芯片和模块的设计过程中,融入对用户需求的深刻理解,没有盲目追求先进工艺,而是从用户当前的实际应用角度出发,综合考虑性能、功耗、尺寸、成本、可用性和可靠性等,选择合适的工艺节点和可靠的合作伙伴,结合自身积累的丰富设计经验,打造最具市场竞争力的产品。
在射频芯片设计方面,公司具有DLL(延迟锁相环)错误锁定自动检测与修正电路设计技术、带隙基准电压检测电路设计技术等发明专利技术;同时还掌握了多重环-深阱隔离技术、支路平衡校正电路设计技术、直流失调校正技术等多项关键技术。基于以上技术设计实现的宽带射频芯片,公司在国家北斗重大专项的两轮比测中,分别获得了第一名、第二名的好成绩。
在基带电路设计方面,公司具有低开销的窄带干扰检测和抑制技术,仅消耗极低的功耗即可具备优越的抗干扰性能;通道复用技术可实现硬件资源的最大化利用,降低芯片的规模和成本。
在处理器设计方面,公司采用的高性能处理器和高速缓存架构,可实现高更新率输出和低时延。
在芯片综合设计方面,公司掌握的动态低功耗技术,可智能识别用户应用场景,进行灵活功耗控制;时钟展频技术可有效减小电磁干扰辐射(EMI),实现良好的电磁兼容性;温度检测和补偿技术,可实现不同工艺角参数调偏,保证芯片宽温范围内性能的一致性,提升良率;芯片级离散傅里叶变换(DFT)技术,可保障芯片量产环节的可测性,实现经济高效的良品筛选,缩短芯片批量上市时间。
在芯片质量控制方面,公司搭建了一套成熟的芯片质量管控体系,可针对各种高低温环境,对芯片进行可靠性分析和失效分析,有效地保证了芯片的良率,降低了设计风险,同时也为可靠性要求极高的车规级芯片设计奠定了技术基础。
基于以上技术,公司多次承研北斗重大专项高精度OEM板和模块项目(含基带芯片研制),并在中国卫星导航系统管理办公室组织的多轮技术比测中,历次成绩始终保持前二名。公司目前在研的下一代芯片和模块,将瞄准可穿戴、物联网和智能驾驶市场,具备高动态、高灵敏度、极低功耗和高集成度等特点,贴合用户终端实际产品形态,可有效降低用户开发、使用、维护成本及技术难度。
卫星导航系统与惯性导航系统(INS)组合可实现优势互补,在GNSS信号失锁时,惯性导航系统可以输出连续的定位定姿测速信息,提高导航系统可用性和连续性。与此同时,组合导航系统利用高精度GNSS信息,实时估计惯性导航系统误差并进行反馈校正,惯性导航系统的精度也得到有效地保障。具体技术有:
①GNSS/INS组合导航系统中,GNSS模块输出的RTK定位结果经过平滑滤波器平滑处理后,输入组合导航滤波器进行融合,提升了系统的稳定性。在应用上,针对车载应用场景,通过构建车辆运动学模型,使用安置角误差估计技术,对组合导航系统误差进行修正,较大程度提升了地库、隧道等卫星信号长时间失锁场景下的导航性能;
②在GNSS/INS/激光倾斜测量接收机中,将GNSS、惯导和激光距离测量相集成,通过多点位快速初始化方案,获取高精度初始航向角,组合导航滤波处理后实现远距离倾斜测量功能,大幅提升作业的效率。公司已将组合导航技术集成在各类产品中,如高精度GNSS模块、测量型接收机、车载高精度终端、农机自动驾驶系统等,组合导航技术赋能这些产品的关键特性,有效地提升了这些产品的市场竞争力。
公司的自动导航控制技术,首先应用于农业博鱼机械的高精度定位与精准控制。该技术通过GNSS高精度定位技术结合惯性导航技术,实现对农业博鱼机械位置与姿态的精准感知,并通过自动控制算法,实现车辆的转向控制,完成农机自动化作业。司南导航农机自动驾驶系统中的关键部件,如车载电脑、控制器、高精度定位定向接收机与姿态传感器,均为自主研发。基于系统自研设备的协同优化优势,公司农机自动驾驶系统在用户体验、成本、质量控制与供应链可靠性方面,均具备很强的竞争力。具体的技术先进性有:
①农机自动导航与控制技术包括卫星导航(GNSS)、惯性导航(INS)和激光雷达(LiDAR)传感器融合感知技术,自动驾驶路径规划与路径跟踪技术,以及机器人控制技术,实现感知—计算—控制的全链路覆盖,并基于此技术累积了多项发明专利;
②在路径规划与路径跟踪技术方面,系统具备基于北斗高精度定位、贝塞尔曲线和多项式曲线的局部路径规划与轨迹修正技术;
③在多传感器数据融合技术方面,具备基于组合滤波与时间同步的GNSS与INS数据融合与估算技术;
基于以上技术,可实现农机自动驾驶系统在复杂作业环境下精准可靠作业。在全球农业自动化趋势下,基于自动导航控制技术的农机自动驾驶系统,将极大地提高农机作业质量与作业效率。在农机自动导航与控制技术基础上,公司将进一步拓展数字施工、区域无人驾驶等行业应用,实现基于时空信息的行业数字化赋能。
作为高精度北斗/GNSS核心技术及应用的创新者和先行者,公司除了致力于核心技术的创新和基础产品研发外,还专注于高精度GNSS技术的创新性应用。公司开创了北斗高精度在测量测绘、驾考驾培、形变监测、农机自动驾驶、守时授时等行业的应用,并在这些应用方面保持了一定的技术先进性。具体如下:
①驾考驾培方面:2012年公安部123令要求全国驾驶人申领驾照考试采用自动化手段,公司将北斗高精度应用到驾驶人考试中,并在2013年就取得了较好的市场业绩,2015年、2019年,相关技术被成功地应用在国家重大庆典活动的保障中;
②北斗/GNSS参考站技术:连续运行参考站是高精度GNSS差分定位的基础设施,也是我国新基建的关键设备。经过多年发展,公司的参考站接收机技术不仅在数据质量和设备可靠性方面可满足不同行业用户的需求,还根据重点行业用户对信息安全的需要,持续提高网络通讯的安全性。此外,公司参考站接收机技术还在守时授时应用方面有其独特的优势,如采用高稳定度的压控晶振方案,支持外部频标输入,可满足用户精度2-5纳秒的秒脉冲输出要求;同时采用双机共视授时技术,将北斗高精度接收机输出的共视授时精度提高到几纳秒。参考站接收机的高精度授时技术,满足了电力、通信等关键行业领域对时间同步/比对的精度越来越高的需求;
③形变监测:我国西南地区水电资源丰富,但中大型水电站同时受到恶劣地质环境的威胁,大量的泥石流和滑坡需要采用科技手段进行安全监测。受观测条件和卫星数量限制,传统的GPS监测不能满足高山峡谷等场景需求,我国的北斗系统拥有多颗地球同步轨道卫星,可大幅改善观测卫星数量不足和观测条件差的问题。2013年公司开发出了多系统兼容共用的形变监测软件,将北斗应用于地质滑坡监测;
④测量测绘:作为高精度GNSS传统的应用行业,公司利用自己掌握高精度GNSS核心技术与产品的优势,除了在产品性能与制造成本上寻找差异化外,还在测量软件、参考站接收机、网络通信等方面进行技术创新,逐步在这一激烈竞争的细分市场中取得了相对优势。
公司持续高比例投入研究开发具有核心竞争力、高附加值的创新性产品和服务,并加强知识产权保护,前期累积申请的国内外专利陆续获得授权,报告期内公司已授权发明专利新增1项,截至报告期末,公司拥有授权专利69项,其中授权发明专利46项(含美国发明专利7项),另有20项受理中的发明专利进入实质审查和公开阶段。公司为国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)成员,同时担任RTCMSC104、RTCMSC134以及RTCMSC135专业委员会委员,参与过RTCM3.X、RINEX及NMEA等国际标准的修订工作,公司也是国家认监委北斗基础产品认证技术委员会、全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)、中国电力企业联合会地理信息应用标准化技术委员会成员单位。截至2023年12月底,公司及子公司主持或参与了高精度卫星导航应用领域的已实施的4项国际标准、21项国家/行业/团体标准的制定。
导航芯片基于公司拥有芯片领域较为成熟的研发技术和丰富的研发经验的基础上,于2022年6月30入立项,2023年8月1日通过审计评审,导航芯片项目正式进入开发阶段。研发费用资本化符合《企业会计准则第6号——无形资产》的相关规定。
导航芯片在四期芯片基础上,进一步对尺寸、功耗等关键性能优化设计,总体技术风险低,可实现性高,同时也明确响应市场需求。该芯片针对卫星信号的捕获跟踪设计了通用引擎,可以实现不同卫星系统信号的并行复用,极大节省了芯片资源,降低了设计和生产成本
导航芯片研发项目旨在研发一款双核、射频基带一体化SoC芯片,该芯片为一款低成本、低功耗、多模双频的高精度定位产品,目标市场是双频高精度、具有厘米级和分米级的高精度定位需求的低成本导航定位市场,可广泛应用于物联网、智能驾驶、无人系统、两轮车等领域。
公司始终坚持走自主创新之路,打破跨国企业的技术垄断,在高精度上游领域具有引领者优势。
作为公司核心研发团队的带头人,王永泉博士是国内最早从事高精度GNSS芯片/模块产品研发的科研专家之一。王永泉博士在高精度卫星定位技术领域具有丰富经验并实现多次技术突破,研制成功了国内首台单频测量型GPS接收机及双频测量型GPS接收机,后续又在此基础上成功研制出了高精度BDS/GPS/GLONASS的多模八频OEM主板。
2012年,公司推出北斗/GPS高精度多模多频OEM板卡K502,打破了行业领军企业美国天宝(Trimbe)与加拿大诺瓦泰(NovAte)对我国高精度OEM板卡的长期技术垄断,突破了高精度GNSS核心算法、芯片、板卡、接收机、应用及产业化等关键技术瓶颈。
2012年和2013年,公司分别承担北斗重大专项“多模多频高精度OEM板项目”二期和三期项目的研发工作,并在2015年通过验收。
2014年,公司发布第一代高精度GNSS基带芯片“Quantum-I”。2014年10月,公司“M300GNSS接收机产品”获得由科学技术部颁发的“国家重点新产品”证书。
2016年11月,公司参与的“北斗导航与位置服务关键技术及其产业化”项目获得由上海市人民政府颁发的“上海市科学技术奖”特等奖,该项目为当年唯一特等奖获奖项目。
2017年12月,作为“高精度可靠定位导航技术与应用”项目的主要参与者,公司获得由国务院颁发的“国家科学技术进步奖”二等奖。同年正式对外发布第二代GNSS高精度基带芯片“Quantum-II”。
2018年7月,公司参与的“北斗高精度星基广域差分关键技术应用”获得由中国测绘学会颁发的“测绘科技进步奖”一等奖。
2019年12月,作为“北斗性能提升与广域分米星基增强技术及应用”项目的主要参与者,公司获得由国务院颁发的“国家科学技术进步奖”二等奖。
2020年8月,公司推出第三代、全系统全频点高精度GNSS导航定位SoC芯片“Quantum-Ⅲ”和,支持包括北斗全球系统在内的所有卫星导航系统的全部频点,抗干扰性强,产品主要性能指标可对标国外同行业竞争对手的同类芯片。
2020年和2021年,公司分别承担北斗重大专项“北斗全球系统高精度基础类产品”一期和二期的研发工作,并成功通过验收。
公司核心研发人员具有多年的高精度GNSS芯片设计和RTK高精度定位算法研发经验,并通过十年来在高精度北斗/GNSS领域的深耕,形成了坚实深入且全面的技术沉淀,多次打破海外厂商的技术壁垒。主要技术骨干百余人次获得省部级及行业协会科技奖项,并带领公司获得2017年度、2019年度“国家科学技术进步奖”二等奖。
截至2023年期末,公司研发人员189人,占员工总数的33.69%。公司的研发团队历经多年的磨合和技术打磨,成为国内为数不多的极具创新力并已占领技术制高点的成熟技术团队。公司不断加大研发投入,2021年至2023年研发费用合计20,450.40万元,占同期营业收入的19.75%,为公司保持在行业内的领先优势提供支撑为公司保持在行业内的领先优势提供支撑。研发优先的公司发展战略、具有深厚底蕴且敢于创新的研发团队、充足的研发投入为公司的业务发展提供了坚实的后盾。
公司自主研发的高精度GNSS算法,历经十余年迭代优化与市场打磨,拥有复杂环境下精度可靠、实时可用等特点。高精度算法包括基于伪距和载波相位改正的实时动态差分(RTK)技术和精密单点定位(PPP)技术。
公司RTK算法技术拥有复杂环境下高可靠、高可用的特点,基于智能驾驶、无人机、机器人、精准农业、测量测绘等多领域的丰富应用经验,不断优化改进。公司的RTK算法采用双擎技术与动对动技术,实现了高效的双天线定位定向以及冗余计算校核能力,提升了可靠性。RTK算法基于多维矩阵运算技术与内存优化技术极大增强了数据处理能力;通过非差推导技术,减少RTK对共视卫星的依赖,增强了复杂环境下RTK的可用性。
同时,公司RTK算法还具备三频超宽巷技术与动态在航技术,实现定位定向的1s固定;而精密的电离层处理技术可实现超长基线解算能力,扩大了作业范围。多重技术的叠加有效满足了高动态、高精度的应用需求。
王永泉博士是国内最早从事高精度GNSS芯片、模块产品研发的科研专家之一。2012年2月,王永泉博士与王昌联合创立的司南导航,自成立伊始就受到了市场和业界的高度关注。近年来,公司迭代推出多款模块、接收机等产品,凭借优秀的产品性能、可靠的产品质量、完善的技术支持以及优质的售后服务积累了良好的市场信誉,在业界的知名度不断提高。
2018年12月,司南导航多类解决方案及应用案例入选中国卫星导航系统管理办公室编制的《北斗卫星导航系统应用案例》(以下简称“《应用案例》”):(1)作为北斗基础产品,中国卫星导航系统管理办公室仅推荐了两家企业的多模多频高精度OEM板,公司位列其中;(2)在北斗水电站大坝形变监测应用,公司是《应用案例》唯一提名的企业;(3)在北斗农机自动驾驶应用,公司是《应用案例》提名的三家企业之一;(4)基于北斗的驾驶人考训应用,公司是《应用案例》提名的两家企业之一;(5)在北斗地基增强系统中的北斗高精度接收机,公司是《应用案例》提名的五家企业之一;(6)《应用案例》还提名了公司产品在印度尼西亚土地确权应用、科威特建筑施工形变监测应用、马尔代夫海上打桩应用、老挝土地确权应用等方面的应用。
较高的品牌优势为公司业务发展奠定了坚实基础,有助于公司新产品、新应用更快地占领市场。
经过多年的经营,公司已拥有一支具有一定规模且专业的销售团队并建立了发达的营销网络。公司总部设在上海市嘉定区,并在北京、广州、内蒙古、新疆、贵州、西安等多地设有子公司或售后服务网点,派驻业务人员长期驻扎当地为客户提供点对点的销售和售后服务。除此以外,公司还与国内多家经销商开展合作并建立了长期稳定的业务关系。同时,公司还积极开拓海外业务,其产品已远销130个国家和地区,并与所在国或地区的经销商建立了良好的合作关系,海外营销网络已覆盖东南亚、欧洲、美洲等多个国家和地区。
公司为业内技术实力较强的专业化公司,具备为全球客户提供导航应用领先技术产品的能力,公司产品质量好,服务水平高,获得客户一致认可和广泛好评,形成良好口碑,打造了优质品牌。上述既往的积累将为公司未来各种业务的承揽奠定坚实的基础。
公司拥有成熟的产品技术服务团队,快速、准确地对客户进行技术服务支持。公司不但拥有较强研发实力,而且拥有相当成熟的产品技术服务团队。技术服务团队能够将行业应用解决方案与产品服务有机地融合,充分运用技术服务手段,快速、准确地对客户进行技术服务支持,同时与市场用户需求形成交互反馈,最终实现用户服务满意度的最大化。
(二)报告期内发生的导致公司核心竞争力受到严重影响的事件、影响分析及应对措施
公司所处高精度卫星导航领域属于技术密集型产业,稳定的研发团队是公司保持核心竞争力的基础,是公司长期保持技术进步、业务发展的重要保障,未来若核心技术人才大面积流失,将影响公司产品的核心竞争力,进而影响持续盈利能力。公司将通过建立包括股权激励在内的激励机制,继续加大科研和人才方面的投入,注重对员工的专业技能和管理能力的培训,提升员工满意度、优化企业环境、加强沟通交流以及营造良好的企业文化等措施,吸引和留住人才,扩大人才储备,提升公司的凝聚力。
在卫星导航系统产业蓬勃发展的大背景下,我国高精度卫星导航定位市场整体保持了快速增长。公司近三年主营业务收入分别为28,794.69万元、33,536.64万元以及40,993.55万元,公司经营业绩持续保持增长态势。报告期内,受到产品更新迭代以及市场竞争等因素的影响,公司主要产品销售单价呈下降趋势。若未来竞争厂商增加、市场竞争加剧,则对产品价格产生进一步不利影响,公司未来将面临经营业绩增长不及预期甚至存在下滑的风险。公司将针以高精度卫星导航定位产业市场为导向,及时调整产品和销售策略,并持续加大研发投入,并控制好成本,不断创新和提高公司产品的竞争力,实现公司可持续发展。
报告期末,公司存货账面余额为12,336.80万元,占总资产的10.00%,较今年期初减少19.99%。公司根据存货管理制度,计提了相应的存货跌价准备金,截至2023年12月31日共计提570.76万元。如果未来公司因货品存放或人工操作不当等原因导致存货损坏、或因产品更新换代导致型号陈旧及销售停滞,存在可能导致存货发生减值的风险。公司通过认真分析各类存货的合理性和必要性,严格执行存货管理制度,充分计提资产减值准备,进一步加强对存货的管理,以防范风险。
报告期末,公司应收账款账面余额为33,768.02万元,较期初增加了50.06%。随着公司收入规模的扩大,公司应收账款余额可能增加。若出现重大应收账款不能收回的情况,将对公司财务状况和经营成果产生不利影响。公司将进一步加强对应收账款的管理,完善信用管控制度,加大对应收账款的催收力度,充分计提信用减值准备,公司截止报告期末已计提信用减值准备2,639.41万元,以防范风险。
公司非经常性损益主要为公司承接研发项目取得的政府补贴,其具有一定的不确定性。报告期内,非经常性损益对净利润影响数为1,602.28万元;去年同期非经常性损益对净利润的影响数为1,431.54万元。公司将进一步拓展市场,扩大销售额,以减少非经常性损益对净利润影响的风险。
我国北斗三号全球卫星导航系统于2020年7月正式开通并实现全球组网。2022年11月4日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国北斗》白皮书,指出中国将建成更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,提供高弹性、高智能、高精度、高安全的定位导航授时服务,更好惠及民生福祉、服务人类发展进步。北斗应用正在诸多领域走向“标配化”,北斗高精度应用市场显现新一轮快速增长态势,市场对高精度导航定位产品的要求越来越高,产品的更新换代加快,若公司不能根据相关技术的发展状况与市场需求对公司的业务与产品进行持续的更新与升级,将对公司的市场竞争带来不利影响。公司将通过继续加大科研和人才方面的投入,注重对员工的专业技能和管理能力的培训,扩大人才储备,提升公司的凝聚力。公司也将根据行业发展需求和特点,相应调整研发方向和投入,确保技术上与时俱进,保持产品的领先优势,以防范风险。
司南导航产品已经覆盖了亚太、欧洲、美洲、非洲、大洋洲等全球130余个国家和地区,用户涵盖“一带一路”沿线多个国家和地区。虽然近年来公司持续拓展海外市场,报告期内海外销售较上年同期也有一定程度的增长。在经济全球化、国际化经营的大背景下,随着公司对外出口国家数量和规模的逐渐增加,公司除了要承担相应商业风险及汇率波动外,还必然要面临和承担许多国外政治和经济风险的影响和考验。公司积极参与北斗的相关标准的布局、制定、建议和推动,强化在国际高精度领域的话语权,重视国际专利的申请,争取知识产权上的主动,同时加强与国外的高校、研究机构和相关企业的合作与交流,掌握海外市场的需求,有针对性地做好高精度产品的应用和服务;同时公司将根据未来海外市场销售规模,可选择多币种结算以及利用外汇套期保值等金融工具对冲汇率波动风险,从而有效把控海外市场风险。
目前,公司已在测量测绘、形变监测、精准农业等应用领域成功实现了产业化,但现阶段仍主要是一家上游关键基础器件制造商,在上游高精度GNSS模块产品的市场占有率相对较高,近年来国内市场占有率约为四分之一。而在中下游接收机、农机自动驾驶系统等终端产品的市场占有率相对较低,近年来市场占有率均不足一成。未来,随着技术水平进一步提升,高精度卫星导航应用产品的成本和价格将继续下降,届时用户群体和应用范围将进一步扩大,更多应用需求将实现商业化。
我国高精度卫星导航产业中下游应用最早开始于测量测绘、地基增强、形变监测和农机自动驾驶系统等领域,近年来随着北斗导航与其他产业融合程度日益加深,中下游市场大量涌现出诸如无人装备(户外机器人、无人机、无人船)、智能与辅助驾驶(汽车自动驾驶、低速无人车)、物联网等新兴的应用需求。上述新兴应用领域,特别是智能与辅助驾驶方面,高精度GNSS芯片的行业发展空间广阔,目前如瑞士优北罗(u-box)、意法半导体(ST)、美国天宝(Trimbe)等国外公司市场应用处于领先位置,而国内高精度GNSS企业在市场应用、经验储备等方面相对薄弱,公司报告期内也已在此业务领域进行了相应布局;无人机应用方面,目前瑞士优北罗(u-box)与和芯星通市场应用方面相对领先,公司也针对性地研制了对应新产品;其他应用领域,国内外公司目前均处于市场开拓和产品导入阶段,未来也将是新的竞争点。
综上所述,公司目前已实现产业化的应用领域主要为测量测绘、地基增强、形变监测和农机自动驾驶系统,正在进行产业布局和技术储备的新兴应用领域主要为无人机、汽车自动驾驶、物联网等。未来如果高精度北斗/GNSS技术在新兴领域的应用不及预期,或者公司在新兴领域的商业化应用中无法维持技术优势或是市场开拓落后于竞争对手,将会对公司未来的经营业绩产生不利影响。
报告期内,公司实现营业收入41,169.23万元,同比增长22.66%。归属于上市公司股东的净利润4,182.10万元,同比上升15.57%。归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润2,579.82万元,同比上升17.96%。
报告期末,公司总资产123,367.69万元,较年初上升149.80%,归属于上市公司股东的净资产102,413.67万元,较年初增加242.98%,主要是公司于上交所科创板上市,收到募投资金所致。
2023年,公司整体经营成果良好,营业收入和净利润同比2022年同期均有增长。
北斗产业作为自主掌握国家时空基准、服务范围遍及全球、能够全天候全天时提供时空数据的北斗卫星导航系统,其系统建设和应用产业发展不可限量。由于高精度卫星导航定位产业下游应用市场的不断扩大,以及与物联网、人工智能等相关行业不断融合,出现了诸如智能交通、智慧农业、智慧城市等新的行业需求形态,未来高精度卫星导航定位产业的增长前景将十分广阔。
根据国务院办公厅发布的《关于印发国家卫星导航产业中长期发展规划的通知》,明确提出要进一步提升卫星导航芯片、各类卫星导航系统兼容应用等技术水平,推动核心基础产品升级,促进高性价比的导航、授时、精密测量、测姿定向等通用产品规模化生产。同时,国家发展改革委员会、科学技术部等政府部门也出台了许多相关领域的法律法规政策,推动高精度卫星导航定位产业上下游市场不断扩大和发展。
随着我国高精度卫星导航定位产业的不断发展,以及北斗卫星导航系统终端应用渗透率不断提高,2010年至2022年,我国高精度导航市场产值从11亿元增至182.80亿元,年复合增长率高达24.50%;根据《2023中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》,2022年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到5,007亿元人民币,较2021年增长6.76%。截至2022年底,中国高精度定位行业市场规模增长至208.7亿元,较2021年同比增长37.4%。同时,由于高精度卫星导航定位产业下游应用市场的不断扩大,以及与物联网、人工智能等相关行业不断融合,出现了诸如智能交通、智慧农业、智慧城市、智能体育等新的行业需求形态,未来高精度卫星导航定位产业的增长前景将十分广阔。
公司专注于高精度导航领域,是北斗/GNSS高精度定位芯片和模块技术的自主创新者,也是北斗/GNSS高精度定位技术产品化和产业化应用的引领者。公司先后自主研发设计Quantum-I、Quantum-II、Quantum-Ⅲ三代高精度GNSS专用芯片,公司最新研制的新一代基带射频一体化高精度芯片Quantum-IV已研制成功,将适时发布。基于各代专用芯片,公司产品主要包括各类高精度GNSS模块、接收机等数据采集设备终端、农机自动驾驶系统和数据应用及系统解决方案,服务于测绘与地理信息、形变与安全监测、辅助驾驶与自动驾驶、精准农业、物联网等专业领域和大众应用等领域。
公司将进一步加强研发能力,推进产品迭代,抓住北斗卫星导航产业发展的机遇,满足测绘、精准农业、应急监测等成熟产业和自动驾驶、智慧城市、无人智能等新兴产业产品的升级和研发需求,提高公司的市场规模,努力成为在国际高精度导航领域中具有突出竞争力和影响力的中国企业。
2024年,公司按照既定发展战略,依托高精度算法、专用芯片和模块自主可控的技术和产品优势,持续在无人机、智能驾驶、野外机器人、精准农业及物联网等新兴业务领域进行布局,以积累在新兴业务领域的先发优势。同时公司巩固和扩大原有传统专业应用市场,重在提升产品性能,提高市场服务质量,获得客户认可和广泛好评,形成良好口碑,打造优质品牌,进一步扩大高精度北斗/GNSS这一细分市场的占有率。
2024年度,公司将继续加强技术、产品创新研发投入力度,提升公司核心竞争力;深入进行市场、技术趋势分析研判,积极有力开发推广新产品,开拓新客户;加快人才聚集,持续完善激励考核机制;加强公司治理,提高经营管理水平,力争实现经营业绩保持持续增长。
根据公司2023年度财务决算情况及2024年经营计划,预计2024年营业收入同比增长20%~30%,金额约5.1亿元;净利润同比增长10%~20%,金额约5,000万元。
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