1、衛星定位行業背景
最初，衛星定位系統研發的目的主要是為了向海陸空三大領域提供全天候、全球範圍通訊、高速響應的導航服務，并用于情報收集、緊急通訊和核爆災害監測等軍事目的。
随着全球經濟環境的迅速發展，為了支撐社會經濟需要，衛星定位系統大範圍開放了民用服務功能，其在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信系統、電力排程、救災減災、公共安全等衆多領域得到了廣泛的應用，産生了顯著的經濟效益和社會效益。如今，衛星定位系統已在國防和國民經濟領域占據了越來越重要的地位，其所提供的定位、導航和授時等服務也已經逐漸為人們熟悉并依賴。
本章節将從衛星定位行業發展概況、發展曆程及其與物聯網應用的關系三個方面來了解衛星定位的整體産業背景。
一、衛星定位行業概況
本部分将從全球衛星定位系統及全球衛星定位市場規模兩個方面進行介紹。
（1）衛星定位系統：四大全球定位系統 + 兩大區域性定位系統
目前全球主要有 6 大衛星定位系統，包含 4 個全球性衛星定位系統和 2 個區域性衛星定位系統。全球性衛星定位系統分别是中國的北鬥衛星導航系統 (BDS)、美國的全球定位系統（GPS）、歐盟的伽利略衛星導航系統 (Galileo)、俄羅斯的格洛納斯系統 (GLONASS)；區域性衛星定位系統分别是日本的準天頂衛星系統 (QZSS)、印度的區域導航衛星系統 (IRNSS)。
根據 UCS 衛星資料資訊，截至 2022 年 4 月 30 日，全球在軌衛星數量為 5465 顆，其中導航衛星 154 顆，占比 2.82%，中國、美國、俄羅斯、歐盟在軌導航衛星數量分别為 49 顆、34 顆、28 顆、28 顆，中國采用高軌衛星，美國、俄羅斯和歐盟采用中軌衛星，使用中高軌衛星部署導航系統成本低廉，20-30 顆衛星即可覆寫全球。
從以上表格可以看出，目前獨立擁有全球衛星定位系統的國家隻有美國、俄羅斯以及中國。
從定位原理的角度來看，4 大全球導航系統和 2 大區域導航系統原理一樣，都是通過衛星發射無線信号，接收機接收到信号後進行定位計算。以 GPS 為例，按定位方式，GPS 定位分為單點定位和相對定位 ( 差分定位 )。單點定位是根據一台接收機的觀測資料來确定接收機位置的方式，它隻能采用僞距觀測量，可用于車船等的概略導航定位。相對定位 ( 差分定位 )是根據兩台以上接收機的觀測資料來确定觀測點之間的相對位置的方法，它既可采用僞距觀測量也可采用相位觀測量，大地測量或工程測量均應采用相位觀測值進行相對定位。
由于衛星的位置精确可知，在 GPS 觀測中，可得到衛星到接收機的距離，利用三維坐标中的距離公式，利用 3 顆衛星，就可以組成 3 個方程式，解出觀測點的位置 (X,Y,Z)。考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有 4 個未知數，X、Y、Z 和時鐘差，因而需要引入第 4 顆衛星，形成 4 個方程式進行求解，進而得到觀測點的經緯度和高程。
注：關于北鬥衛星導航系統的定位原理将在 Part 02 部分做出更詳細的介紹。
（2）全球衛星定位市場規模
根據 EUSPA（歐盟航天計劃機構）釋出的 2022《“地球觀測”和“全球衛星導航系統”的市場報告》，2021 年全球GNSS 市場規模為 1989 億歐元，較 2019 年增長 31.98%；其中裝置收入為 484 億歐元，服務收入為 1505 億歐元。EUSPA預計，全球 GNSS 裝置出貨量将由 2021 年的 18 億台 / 年增長至 2031 年的 25 億台 / 年；總保有量将從 2021 年的 65 億台增長至 2031 年的 106 億台；GNSS 市場規模由 2021 年的 1989 億歐元增長至 2031 年的 4920 億歐元，年均複合增速為 9.2%。
從産業鍊上下遊來看，全球 GNSS 下遊市場收入（包括裝置和服務）将從 2021 年的 1990 億歐元增長到 2031 年的 4920 億歐元，複合年增長率為 9.2%，主要來自于增值服務的收入。預計在接下來的十年裡，增值服務收入将以每年 11% 的速度飛速增長，到 2031 年有望超過 3540 億歐元 (2021 年約為 1260 億歐元 )。預計全球 GNSS 增強服務的收入每年将增長 7%，其年收入在 2031 年将達到近 510 億歐元，比 2021 年 250 億歐元年收入高出 2 倍。
亞太地區是 GNSS 規模最大的市場，其次為北美、歐盟等地區。2021 年，三個地區收入分别為 772 億歐元、476億歐元和 395 億歐元，占比分别為 39%、24% 和 20%。EUSPA 預測 2031 年，亞太、 北美、歐盟仍為全球 GNSS 市場規模前三大地區，亞太市場佔有率增長，而北美、歐盟市場佔有率有所下降；在所有地區中，非洲及中東地區 2021-2031 年間年均複合增速最高，為 13.90%，亞太地區、南美及加勒比、俄羅斯及非歐盟歐洲國家年均複合增速均在10% 左右，而北美和歐盟僅為 7% 左右，市場格局産生了變動。
二、衛星定位系統與物聯網應用融合發展
人與人的連接配接提高了溝通效率、改變了人們生活的方式、推動了數字經濟的發展，而物與物的連接配接直接促進了生産，在通信、AI 等技術的加持下，物聯網可以從根本上改變社會生産的面貌，推動社會的整體進步。
借助于智慧城市、數字中國等大型資訊化工程，國内外物聯網應用産業規模達到驚人的萬億量級，其中絕大多數應用受限于地面固定和移動網絡的覆寫範圍。而物體的位置實時變化，采集的其他資訊通常必須與位置資訊關聯才有價值。是以，随着衛星定位技術的發展，衛星網際網路和衛星物聯網應用成為熱點應用方向。
在物聯網通信過程中，當需要對物體的位置進行準确的定位，特别是移動中的物體，采取傳統的方法是比較困難的，甚至是無法解決。現在最好的解決方法是利用衛星定位系統的定位和導航服務。根據 Market Insight Reports 報告預測，到 2025 年，“帶有地理定位功能的物聯網”市場的規模預計将會從現在的 400 億美元增長至 740 億美元。
衛星定位與物聯網技術之間的關系，具體地來講，前者為物聯網應用提供位置定位與導航服務，包括提供動态厘米級定位、靜态毫米級感覺、納秒級授時的服務，即為物聯網終端提供時空資訊，這些資訊融合雲計算、人工智能、機器學習、傳感器等技術，推動交通、能源、通信、金融、城市管理等領域的創新。定位技術作為物聯網的一項重要感覺技術，借助其擷取物體的即時位置資訊，可以衍生一系列基于位置資訊的物聯網應用，擴大了物聯網的應用範圍。反過來，物聯網技術作為衛星定位的産業鍊中的一環，既可以直接形成定位導航應用産品，服務于廣大使用者，又可以促進新産業的出現，促進資訊科技産業的發展。
毫無疑問，精準的位置資訊，将是推動萬物互聯發展的關鍵因素。
北鬥衛星導航系統作為大陸具有獨立自主知識産權的技術未來将更好地服務于物聯網産業的發展，更好地服務于國民經濟和國防建設。在物聯網應用中，信号需要對網絡中的每個物體進行精準的導航和位置服務，而北鬥衛星導航系統準确的定位、導航和授時功能正好滿足需求。在北鬥衛星導航系統的支援下，物聯網應用範圍也将不斷得到拓寬。但是，目前這方面的理論還比較欠缺，技術還不夠成熟，是以仍沒有達到理想的狀态。
在萬物互聯的當口，北鬥衛星導航系統注定與這場物聯網盛宴緊密相關，産業變局正在發生，北鬥衛星導航産業新的産品形态、商業模式和競争格局正在形成。