北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)深度報(bào)告：自動(dòng)駕駛漸行漸近衛(wèi)慣導(dǎo)航大有可為

北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)深度報(bào)告：自動(dòng)駕駛漸行漸近，衛(wèi)慣導(dǎo)航大有可為一、位置信息是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵要素位置信息是自動(dòng)駕駛車輛路徑規(guī)劃和車輛控制的基礎(chǔ)，是自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵要素

：對(duì)比有人駕駛系統(tǒng)，人通過眼睛和耳朵感知周邊環(huán)境，

對(duì)比記憶做出決策，比如方向盤控制、加減速、變道、剎車等等；自動(dòng)駕駛則通過車載雷達(dá)、

攝像頭、GNSS/IMU等傳感器搜集車輛位置信

息，并以位置信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)高算力的計(jì)算中心獲取經(jīng)過優(yōu)化的駕駛決策，最后自動(dòng)駕駛系統(tǒng)基于決策層給出的駕駛決策，對(duì)制動(dòng)系

統(tǒng)、發(fā)機(jī)轉(zhuǎn)向等控下達(dá)指令，負(fù)責(zé)駕駛執(zhí)行。位置信息的分類與獲取方式位置信息具體有兩層含義：

（1）得到車與周圍環(huán)境之間的相對(duì)位置，即相對(duì)定位；（2）得到車的精確經(jīng)緯度，即絕對(duì)定位。位置信息獲取的主要技術(shù)方案包括：

（1）基于衛(wèi)星信號(hào)的定位：以GNSS系統(tǒng)為主，結(jié)合RTK實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位；（2）慣性定位：依靠慣性傳感器獲得加速度和角速度信息，通過推算獲得當(dāng)前的位置和方位的定位技術(shù)；

（3）環(huán)境特征匹配：利用車載攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器，感知周邊環(huán)境（相對(duì)定位），用觀測(cè)到的特征和數(shù)據(jù)庫里的語義地圖或特征

地圖進(jìn)行匹配，得到車輛的位置和姿態(tài)（絕對(duì)定位）。自動(dòng)駕駛位置信息技術(shù)路徑分類自2009年谷歌開始研發(fā)Waymo無人駕駛汽車開始，全球自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)化便逐漸開啟。發(fā)展至今，不同廠商之間出現(xiàn)了發(fā)展路徑上的差異。

根據(jù)獲取位置信息的技術(shù)方法和傳感器方案，我們將其主要分類為三大技術(shù)路徑：

一、以特斯拉為代表的純視覺方案，采用車載攝像頭為主要感知設(shè)備，結(jié)合算法確定車輛位置信息；

二、多傳感器融合方案，包括攝像頭、車載雷達(dá)、衛(wèi)慣組合導(dǎo)航系統(tǒng)等多種感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多源融合定位，這是除特斯拉以外的絕大多數(shù)

車廠（自L2+發(fā)展，如奧迪、蔚來等）或科技公司（往往定位L4+，如谷歌Waymo/百度Apollo等）的選擇；

三、車路協(xié)同路線，將車載的部分感知能力轉(zhuǎn)移至路側(cè)，通過V2X實(shí)現(xiàn)車輛位置信息的獲取和交互。二、衛(wèi)慣導(dǎo)航優(yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)前景廣闊衛(wèi)星導(dǎo)航：最成熟的絕對(duì)定位方案全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的基本技術(shù)原理：通過已知的衛(wèi)星的精確位置，得到接收機(jī)與衛(wèi)星的距離，利用3顆衛(wèi)星及三維坐標(biāo)中的距離公式，

組成3個(gè)方程式，又由于衛(wèi)星時(shí)鐘和接收機(jī)時(shí)鐘存在鐘差，故引入第4顆衛(wèi)星，從而解出觀測(cè)點(diǎn)的位置、經(jīng)緯度和高程。由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星

時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響，為提高定位精度，普遍采用差分技術(shù)，建立基準(zhǔn)站

(差分臺(tái))進(jìn)行觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精

確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得出修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比

較準(zhǔn)確的位置。從可用性角度，GNSS+RTK方案是最常用、最成熟的高精度定位方法：車聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用場(chǎng)景大多涉及到交通效率和交通安全，高精度定位的

可用性是至關(guān)重要的核心指標(biāo)。而隨著北三組網(wǎng)完成，一方面，全球形成四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，而民用衛(wèi)星接收終端均可以同時(shí)接收不同系統(tǒng)的衛(wèi)

星信號(hào)，進(jìn)行融合定位，增強(qiáng)信號(hào)穩(wěn)定性和可用性；另一方面，北斗系統(tǒng)在亞太地區(qū)精度較高，而國內(nèi)包括千尋位置、中國移動(dòng)、六分科技等地

基增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較為完善，高精度定位的解算能力、通信鏈路的質(zhì)量和覆蓋均有較高水準(zhǔn)。衛(wèi)星導(dǎo)航：存在信號(hào)缺失及頻率較低兩大劣勢(shì)GNSS系統(tǒng)也有自身缺陷：1)

GNSS需要持續(xù)的外部衛(wèi)星信息才能定位，而受到建筑物、高架、隧道等遮擋或環(huán)境如太陽、磁場(chǎng)等變化時(shí)，

容易導(dǎo)致定位信息出現(xiàn)中斷或削弱；2）GNSS信號(hào)頻率低，不足以支撐實(shí)時(shí)位置更新。上述缺陷在如車輛換道超差、擁堵跟車碰撞、故障停

靠、ODD發(fā)送錯(cuò)誤等自動(dòng)駕駛場(chǎng)景上顯現(xiàn)的尤為嚴(yán)重。慣性導(dǎo)航：定位系統(tǒng)的最后一道防線MU全稱inertialmeasurementunit，即慣性測(cè)量單元，一般可裝備于運(yùn)載體（如飛機(jī)、傳播、汽車、無人機(jī)等）并用于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位，其原

理為系統(tǒng)通過連續(xù)測(cè)得運(yùn)載體角速度和線速度并進(jìn)行積分運(yùn)算即可連續(xù)、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)運(yùn)載體的當(dāng)前位置。從組成上來看，IMU通常由3個(gè)加速度

計(jì)和3個(gè)陀螺儀以及其他如磁力計(jì)、壓力傳感器等部件組成。其中加速度計(jì)檢測(cè)物體的線性加速度并測(cè)量速度變化，而陀螺儀檢測(cè)載體相對(duì)于

導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理之后，便可解算出物體的姿態(tài)。IMU是自動(dòng)駕駛定位系統(tǒng)的最后一道防線：

第一，IMU對(duì)相對(duì)和絕對(duì)位置的推演沒有任何外部依賴，是一個(gè)類

似于黑匣子的完備系統(tǒng)；相比而言，基于GNSS的絕對(duì)定位依賴于

衛(wèi)星信號(hào)的覆蓋效果，基于高精地圖的絕對(duì)定位依賴于感知的質(zhì)量

和算法的性能，而感知的質(zhì)量與天氣有關(guān)，都有一定的不確定性。

第二，同樣是由于IMU不需要任何外部信號(hào)，它可以被安裝在汽車

底盤等不外露的區(qū)域，可以對(duì)抗外來的電子或機(jī)械攻擊；相比而言，

視覺、激光和毫米波在提供相對(duì)或絕對(duì)定位時(shí)必須接收來自汽車外

部的電磁波或光波信號(hào)，這樣就很容易被來自攻擊者的電磁波或強(qiáng)

光信號(hào)干擾而致盲，也容易被石子、刮蹭等意外情況損壞。

第三，IMU對(duì)角速度和加速度的測(cè)量值之間本就具有一定的冗余性，

再加上輪速計(jì)和方向盤轉(zhuǎn)角等冗余信息，使其輸出結(jié)果的置信度高

于其它傳感器提供的絕對(duì)或相對(duì)定位結(jié)果。三、競爭格局：新老陣營均有機(jī)會(huì)衛(wèi)慣組合系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈一覽衛(wèi)慣組合系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為各類元器件，如慣導(dǎo)的陀螺儀、加速度計(jì)等傳感器以及衛(wèi)導(dǎo)的芯片、板卡、天線等；中游主要為慣導(dǎo)/衛(wèi)導(dǎo)系

統(tǒng)模塊供應(yīng)商以及衛(wèi)慣組合導(dǎo)航系統(tǒng)集成商；下游則面向軍用及民用等市場(chǎng)，其中自動(dòng)駕駛是民用領(lǐng)域的藍(lán)海市場(chǎng)，未來市場(chǎng)空間廣闊。上游元器件：慣導(dǎo)仍待突破，衛(wèi)導(dǎo)國產(chǎn)替代進(jìn)行中從上游元器件來看，國產(chǎn)公司在慣導(dǎo)核心器件上仍待繼續(xù)突破，但衛(wèi)導(dǎo)方面已取得進(jìn)展，國產(chǎn)替代進(jìn)行中：

目前中國在慣導(dǎo)技術(shù)上與國際領(lǐng)先水平存在差距，以核心元器件加速度儀為例，中國市場(chǎng)的70%被Bosch以及ST兩大海外龍頭企業(yè)占

據(jù)。

衛(wèi)導(dǎo)核心元器件國產(chǎn)廠商逐步突破，目前主要衛(wèi)導(dǎo)芯片市場(chǎng)參與者包括北斗星通

、振芯科技、海格通信、華大北斗等，截至2020年底，國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過1.5億片；高精度板卡領(lǐng)域，國產(chǎn)廠商如和

芯星通（北斗星通）目前占據(jù)行業(yè)第一，據(jù)公司公告，高精度板卡出貨量占國內(nèi)60%-70%的份額。中游市場(chǎng)參與者（1）傳統(tǒng)供應(yīng)商目前來說，組合導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的中游市場(chǎng)參與者主要分為兩類：

其一，以u(píng)-blox、ST、高通等為代表的海外傳統(tǒng)車載導(dǎo)航芯片、模塊供應(yīng)商，長期以來作為Tier2或Tier3參與汽車供應(yīng)鏈。以u(píng)-blox為

例，長期以來，

u-blox的GNSS芯片、模塊便供應(yīng)給奔馳、寶馬、法拉利、保時(shí)捷以及奧迪等汽車品牌。而在組合導(dǎo)航領(lǐng)域，u-blox于

2019年推出了ZED-F9K模塊，支持GNSS+IMU。傳統(tǒng)供應(yīng)商的優(yōu)劣勢(shì)如下：優(yōu)勢(shì)方面：傳統(tǒng)供應(yīng)商與車廠、Tier1合作時(shí)間較久，供應(yīng)關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定；直接以芯片方案提供，有可直接演化至最終形態(tài)；劣勢(shì)方面：（1）在快速迭代以適配車廠要求等方面存在一定不足，難以及時(shí)滿足車廠定制需要；（2）算法在精度、協(xié)同性等性能方面

有一定局限，尤其當(dāng)前在北斗高精度領(lǐng)域還有待完善。（2）新興供應(yīng)商其二，如華測(cè)導(dǎo)航、導(dǎo)遠(yuǎn)科技等國內(nèi)廠商以Tier1的形式提供定位終端，作為新供應(yīng)商切入汽車供應(yīng)鏈。如前文所述，當(dāng)前車企的需求偏

向定制化，因此新興廠商主要以提供定位終端的形式參與供應(yīng)鏈。新興廠商的優(yōu)劣勢(shì)：優(yōu)勢(shì)：（1）作為Tier1直接面對(duì)車廠需求，能及時(shí)滿足車廠的定制化需要；（2）算法能力如整體協(xié)同性、算法迭代速度、國內(nèi)環(huán)境適應(yīng)性

等方面具有一定優(yōu)勢(shì)。劣勢(shì)：需要做大量車廠認(rèn)證，獲得認(rèn)可需要較長的時(shí)間；芯片能力有待提升；傳統(tǒng)供應(yīng)商vs新興供應(yīng)商：目前新興供應(yīng)商相對(duì)領(lǐng)先從傳統(tǒng)供應(yīng)商與新興供應(yīng)商的競爭來看，雙方都有各自的優(yōu)劣勢(shì)，因此總體來說，傳統(tǒng)供應(yīng)商具備較為穩(wěn)定的供應(yīng)鏈關(guān)系，在彌補(bǔ)當(dāng)前算法

等方面的相對(duì)劣勢(shì)后，市場(chǎng)機(jī)遇仍然充足；而新興供應(yīng)商由于當(dāng)前算法能力較為領(lǐng)先，尤其表現(xiàn)在適配車廠需要方面，目前具有一定優(yōu)勢(shì)，

疊加新能源車國內(nèi)車廠話語權(quán)提升，目前相較傳統(tǒng)供應(yīng)商具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。新興供應(yīng)商競爭格局：產(chǎn)品能力決定市場(chǎng)卡位短期內(nèi)，衛(wèi)慣組合系統(tǒng)產(chǎn)品的核心競爭力主要包括：

第一，廠商核心技術(shù)能力：衛(wèi)導(dǎo)、慣導(dǎo)的元器件（芯片、模塊）與算法能力，及相互融合的技術(shù)要求。第二，整套技術(shù)方案的協(xié)同性：組合系統(tǒng)搭載于車端，除定位終端外，還需要搭載衛(wèi)星信號(hào)接收天線以及配備差分服務(wù)，相關(guān)技術(shù)的積累

以及整套方案的協(xié)同性影響產(chǎn)品性能。

第三，與車企的溝通能力：即能夠靈活來適配各個(gè)車企不同的產(chǎn)品需求。

各個(gè)廠商的產(chǎn)品核心能力差異決定了當(dāng)前的市場(chǎng)卡位，而由于車載產(chǎn)品要求較高，一般情況下確定供應(yīng)商后，供應(yīng)關(guān)系將較為穩(wěn)定，有望贏

得更多市場(chǎng)份額。而長期來看，由于產(chǎn)品終局形態(tài)有望走向芯片集成，產(chǎn)業(yè)鏈芯片能力或是國內(nèi)衛(wèi)慣組合系統(tǒng)供應(yīng)商競爭的關(guān)鍵所在：

（1）整體來說，芯片能力如設(shè)計(jì)、集成等成為關(guān)鍵。走向芯片集成化的產(chǎn)品形態(tài)，第一，其中衛(wèi)慣組合系統(tǒng)的整個(gè)芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力將

是產(chǎn)品差異化的重要來源；第二，模塊集成能力存在行業(yè)壁壘；第三，芯片內(nèi)置的核心算法是一個(gè)比較高的技術(shù)壁壘。

（2）慣導(dǎo)芯片影響系統(tǒng)精度。目前國產(chǎn)廠商慣導(dǎo)芯片主要以外購為主，但慣導(dǎo)傳感器芯