北斗卫星导航系统产业链行业研究报告.docx
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北斗卫星导航系统产业链行业研究报告
北斗卫星导航系统产业链
研究报告
一、概述
全球导航卫星系统是由欧洲空间局筹建的集GPS、GLONASS以及低轨卫星为一体、在全球范围内应用的卫星导航和定位系统。
全球导航卫星系统对军事、经济、社会的影响和渗透力是巨大而深远的，它所提供的空间信息、时间基准信息是经济建设和社会发展必不可少的，几乎可以渗透到社会的各个方面，不仅有利于电信、广播、交通运输和农业等传统产业升级改造，也能够加速新兴产业的发展。
目前，全球导航卫星系统为四大卫星导航系统，包括：
美国的GPS、俄罗斯的GLONASS（格洛纳斯）、我国的北斗、欧盟的GALILEO（伽利略）。
其中，GPS应用最为广泛，占到全球应用的90%以上。
全球四大卫星导航系统:
四大卫星导航系统比较:
2010年美国发布的《国家航天政策》，确立了航天发展目标：
激励航天企业进军全球市场，推进卫星相关产业发展；同时以总统令等形式发布了《商业遥感政策》、《天基定位、导航和授时政策》等卫星应用政策，旨在保持其在相关应用领域中的领先地位。
GPS是全球应用最广的卫星导航系统。
GPS系统是美国国防部在20世纪70年代开发的一个天基无线电定位、导航与授时系统。
截止目前，美国GPS系统星座在轨卫星32颗（2A卫星12颗、2R卫星12颗、2RM卫星8颗），构成了完整的服务体系。
GPS系统不仅给军方提供了强大支持，而且主导了全球民用卫星导航市场（我国99％的卫星导航都基于GPS系统）。
GPS-3系统全面启动。
随着反恐战争的打响和其他几个全球卫星导航系统的相继出现，美国也加速了GPS系统的现代化进程。
2008年5月美国空军授予洛马公司价值14.64亿美元的合同，研制、生产2颗GPS-3A卫星，以及10颗卫星选择权，标志着GPS-3计划正式进入工程实施阶段。
首颗GPS-3A卫星将于2013－2014年发射，最终形成GPS-3A卫星8颗、GPS-3B卫星8颗、GPS-3C卫星16颗的全新体系。
欧洲：
GALILEO系统建设提速
欧洲2011年发布《独立、富有竞争力、提高公民生活质量》的航天新政策，提出航天政策的优先事项：
推进欧洲伽利略导航卫星计划，实施全球环境和安全检测系统计划等。
为减少对美国GPS系统的依赖，欧盟于2002年决定启动“伽利略”导航卫星计划。
该计划总投资预计36亿欧元，由分布在3个轨道上的30颗卫星组成，主要针对民用领域。
“伽利略”计划原定于2006年正式部署，2008年系统完工。
但后来由于中欧合作、费用分摊等问题上的分歧，该计划发展缓慢。
2008年欧盟决定全部用公共资金支持伽利略系统的发展，并于2008年3月24日通过了欧洲议会的法律审批。
同时按照伽利略计划的实际情况，伽利略计划在轨验证时间调整为2010年，系统具有全面运行能力、提供全面服务的时间调整为2013年。
GALILEO二代开始论证。
GALILEO一代包括空间段、地面控制段和用户段组成，其中空间段由27颗工作星和3颗备用星组成。
俄罗斯：
GLONASS系统追加投资26亿美元
经费不足导致GLONASS系统落后。
俄罗斯的全球定位系统GLONASS和GPS都是开始建设于上世纪七十年代，可覆盖俄罗斯全境。
目前在轨19颗星，但由于经费不足最少时只有6颗在运行。
南奥赛第冲突加速GLONASS现代化。
南奥赛第冲突俄罗斯损失4架作战飞机，这凸显了俄罗斯在侦察与情报获取及缺乏远程精确打击武器的弊端。
而这也正是由于GLONASS系统不能提供足够的导航覆盖和精度不够。
2008年9月12日，俄罗斯总理普京批准为GLONASS系统追加26亿美金投资，以加快系统的恢复与现代化进程。
立法保障GLONASS系统发展，新增资金加快现代化建设。
2009年1月30日，GLONASS系统覆盖俄罗斯全境，俄罗斯杜马通过一项关于卫星导航的法律。
该法律规定俄罗斯的武器装备、军用设备、运输设备应装备俄罗斯自己的卫星导航装置，以提升国家安全水平。
政府将监督GLONASS系统的使用，并将组建GLONASS运行机构。
随着在轨卫星数量的不断增加，全球卫星产业稳步增长，据SIA统计，2005-2010年，全球卫星产业收入年均增长11.2%。
2010年，全球卫星产业收入为1681亿美元，同比增长5%。
2010年，全球卫星应用及运营收入为1013亿美元，占卫星总收入的60%，同时占比逐年提升，而卫星制造有所下降，从2000年的18%下降到2010年的6%，卫星地面设备基本维持在30%左右。
另外，2010年，卫星制造业收入同比下降20%，发射业务收入下降4%，地面设备收入增长3%，其中，消费设备增长缓慢，而网络设备增长速度相对较快。
产业链结构
经过半个多世纪的发展，卫星产业形成了非常完整的产业链，主要分为卫星制造、卫星发射、卫星地面设备、卫星应用及运营四部分。
卫星应用及运营涵盖面较广，包括消费服务（指卫星电视、卫星音频广播和卫星宽带等业务）、卫星固定服务、卫星移动服务、遥感业务和航天飞行管理服务。
应用领域
卫星导航应用范围极为广泛，具有高技术、高投入、高附加值、高成长性的特点。
比如，现在应用最为广泛的GPS系统，最初是为军事服务，之后扩展到海洋、航空、航天、测绘、地质勘探等行业应用领域，进而拓展到大众消费领域。
市场规模
（1）国防领域
卫星导航系统能够实时提供准确的时间、位臵、速度等信息，广泛地应用在坦克、导弹、飞机、潜艇、指挥控制系统中，主要应用包括：
导航定位：
卫星导航系统可用于飞机、潜艇、舰艇、车辆的定位导航，尤其是近距离的相对定位，能够大幅度提高其作战能力。
精确制导：
卫星导航系统的高精度特点能够广泛应用在精确制导的火炮、导弹等上。
美军在科索沃战场上使用的精确制导武器中，1/3采用了GPS制导技术。
无制导火箭、炮弹、导弹、子弹都有可能采用卫星导航系统进行改造。
作战部队定位和调度：
配备卫星导航接收机后，部队或单兵分队能够准确
的知道自己所处位臵。
尤其是在夜间、雨、雾、丛林、沙尘暴等条件下，野战部队、特种部队、机动作战部队、边海防部队能够轻松定位。
精确授时：
卫星导航系统可提供高精度授时，为军用通信网络提供统一的
时间信息，从而使通信网络速率同步，保证通信网中的所有设备工作于同一标准频率上。
GPS系统最初是为了军事目的而建，1991年的海湾战争中，GPS首次大规模用于实战，显示出了巨大的威力。
1995年的波黑战争、1998年的“沙漠之孤”行动、2003年的“盟军行动”等历次战争中，GPS都发挥了重要作用。
我国的北斗导航系统也不例外。
2002年1月1日，经总参批准，北斗一号系统正式投入试运行，并开始在国防领域得以应用，用于为车、船、飞机等机动工具提供导航定位信息，为武器进行精确制导，为野战或机动作战部队提供定位服务，为救援人员指引方向等。
根据美国国防部《涉及中国的安全发展2010年度报告》，我国现役士兵数量为125万、坦克7000辆、导弹2000枚、战斗机2300架、海军舰艇274艘。
通过测算，
北斗在国防领域的市场规模为80.47亿元。
（2）航空领域
航空分为商业航空和通用航空，其中，通用航空占整个航空设备的98%。
商业航空包括客运和货运航班，而通用航空涵盖范围广泛，如休闲度假、商务等，通常涉及较小的中型客机。
目前，卫星导航设备在全球航空设备的渗透率较低，2010年为38%，未来10年将大幅提升，2020年将达到75%，蕴藏着巨大的发展空间。
依据GSA预测，到2020年全球航空领域的卫星导航设备需求量将达到14.7万台/套，市场规模将达到41.5亿欧元。
同时，2020年商业航空和通用航空的接收机价格将分别降到31000和2000欧元。
1）商业航空
民航局数据显示，截至2010年底，我国共有颁证运输机场175个，到2020年，我国计划拥有244个机场，大部分新建机场都在山区或空域拥挤的地区。
在这些机场，PBN（PerformanceBasedNavigation，基于性能的导航）将比传统的陆基无线电导航设施更有优势，PBN将航空器的机载设备与卫星导航、星基数据链通信系统等结合，提供更精确、安全的飞行方法和更高效的空中交通管理模式。
2009年10月，民航局发布了《中国民航PBN实施路线图》，计划分为三个阶段，近期（2009~2012年）、中期（2013~2016年）、远期（2017~2025年），实现航路、终端区等所有飞行阶段逐步从混合运行过渡到完全的PBN运行，卫星导航将成为PBN运行的主要导航设施。
截止到2011年10月底，中国民航已经在大约40个机场建立了PBN运行能力，或者已完成程序设计和试飞工作。
2011年9月，中国民航局下属飞行校验中心和民航飞行学院两家单位，联合参与了北斗二代卫星导航性能的测试工作，包括：
飞机搭载地面静态测试和飞机搭载飞行测试，试验达到预期目的，北斗导航接收机工作正常。
来自中国民航局消息，未来，国内购买的波音、空客飞机有望选装或必装北斗接收机，并在飞机上预留北斗接收机接口。
民航局数据显示，截至2010年底，民航全行业运输飞机期末在册架数1597架，根据民航局《中国民用航空发展第十二个五年规划》，到2015年运输机数量达到2750架，年均新增230架飞机，假如全部安装北斗接收机，则每年新增市场规模为6918万，十年累积约7亿的市场规模。
2）通用航空
2011-2015年，低空域试点将推向全国，试点顺序将从吉林、广东、黑龙江推广至湖南、湖北、广西、内蒙、海南等省，进一步于2015
年实现全国放开，从
而拉动整个通用航空产业的大发展，并刺激北斗导航系统在航空领域的应用。
根据中国科协、中国航空学会、通用航空专家委员会所作的市场预测，未来国内通用飞机发展潜力巨大，至2020年我国需要通用飞机将逾1万架。
其中，活塞飞机6000架，涡桨飞机2000架，喷气公务机500架，直升机1500架。
（3）海洋渔业：
最为成熟的北斗民用行业，近8亿市场规模
海洋渔业以卫星定位系统为基础，整合移动通信系统、互联网及其它通信网络资源，将多种海洋渔业信息与位臵信息融合关联，向渔政管理部门提供船位监测、船舶资料管理、紧急救援等服务，实现海洋渔业安全生产管理，构建平安渔业的目标。
目前，国内中远海渔船北斗用户近3万户，主要集中在南海和东海，而环渤海渔船开展北斗业务稍差一些。
考虑到，我国中远海的作业渔船大概有5-6万艘，按照一台终端1万元（政府补贴70-80%）来测算，大概还有3亿元的市场空间（暂不考虑更新换代），每年6万用户的运营服务费大概是5000万元左右。
（4）交通运输
2011年10月24日，交通运输部和解放军总装备部联合召开了“重点运输过程监控管理服务示范系统”启动会，标志着交通运输领域北斗应用示范工程正式启动实施，将率先应用于重点营运车辆监控管理。
示范项目计划完成8万台左右的北斗/GPS双模终端采购安装，选取山东、河北、宁夏、贵州、湖南、天津、陕西、江苏、安徽9省（区）试点，示范项目成功后，拟在全国范围推广使用。
按照8万台终端，大概是2亿元左右的市场规模。
自2011年8月1日起，新出厂的“两客一危”车辆（旅游包车、长途班线客车和危险化学品运输车）必须安装符合标准的卫星定位装臵，否则不予核发道路运输证。
中国汽车工业协会数据显示，2010年，我国旅游客车销售2.43万辆，长途客车销售7.71万辆。
另外，2011年1-9月，长途客车销售5.39万辆，同比下降0.22%，旅游客车销售1.55万辆，同比下降13.44%。
因此，假定以后“两客一危”全部安装的是北斗/GPS双模终端，则每年新增的市场规模为2.75亿，运营服务收入2020年达到4亿元。
另外，从2012年1月1日起，没有按照规定安装车载终端或未接入全国重点营运车辆联网联控系统的车辆，道路运输管理部门暂停资格审验。
（5）测绘及GIS采集
卫星导航定位技术测量精度高、操作简便、体积小、便于携带、全天候操作，广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量及工程测量等方面。
而地理数据采集（GIS）用来确认航点、航线和航迹，国土、矿产、环境调查等需要确定采样的点位信息，铁路、公路、电力、石油、水利等需要确定管线位臵信息。
经过多年的发展，GPS已占据测绘领域的主导地位，未来增长速度将放缓，预计未来10年复合增长率在8%左右，2020年市场规模达到115亿元。
（6）大众消费：
2020年汽车导航近1829亿的市场规模
目前，在大众消费领域，卫星导航主要用在汽车和手机上。
据GSA预测，到2020年我国手机导航的渗透率将由2010年的7%上升到82%，蕴藏着巨大的市场空间。
但是，由于手机导航一般是将芯片或电子地图直接集成到手机处理器中，所以，此处暂不考虑其市场规模，主要测算汽车导航的市场规模。
北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS,与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。
2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。
北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。
空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。
地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。
北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
北斗系统示意图
行业主管部门管理体制
（1）行业主管部门
我国北斗卫星导航定位系统是由中国卫星导航定位应用管理中心作为主管部门，负责组织我国北斗卫星导航定位系统的管理建设维护、
应用政策的制定与
管理等，并许可相关单位从事北斗卫星导航系统应用与服务。
中国全球定位系统技术应用协会是我国卫星导航应用领域的专门性行业协会，成立于1995年。
另外，对于北斗关键元器件以及特种行业集成电路研发设计，由国家发展改革委、工信部、科技部等部门负责制定相关产业规划和政策，由国防相关部门实施管理。
（2）行业监管体制
1.国家相关部门对特种行业集成电路设计的管理
国家相关部门首先根据相关标准对申请企业进行审查，确定相关企业是否具备研制特种行业集成电路的资质，所有从事特种行业集成电路产品研制和销售的单位均不得有任何外资成份，且必须拥有“保密资格单位证书”、“军工产品质量体系认证证书”，且是经认可的“军用电子元器件合格供应商”。
然后再根据获得资质企业的规模、研发能力、技术方向等确定其可承接什么类型的项目。
针对不同项目的具体情况，相关部门采取定向指定、公开竞标的方式批准承接项目的单位。
立项的必要性和可行性由相关部门组织实施，相关机构并按照《军用电子元器件科研项目合同管理规定》对科研项目合同进行全周期、全过程的管理。
2.北斗终端研制和销售的管理
目前，研制军用北斗终端均需通过相关主管机构的军工质量体系认证、国家保密认证和武器科研生产许可认证并具备武器装备承制资格，民用北斗终端的研制目前参照军用的管理体制；研制企业必须获得相关无线电管理机构颁发的无线电发射设备准销证方可进行北斗终端的销售。
3.北斗运营服务的管理
北斗运营服务采用授权分理方式，即由运营主管部门授权分理单位，依法从事北斗运营服务业务。
申请从事北斗运营服务的单位必须满足《北斗系统运营管理暂行办法》规定的条件并取得“北斗系统运营服务许可证”，后续运营服务的开展也必须接受主管部门的监督和管理。
二、产业链
经过多年的发展，我国的北斗卫星导航定位系统已经形成了较为完善的产业链，从事北斗产品生产和研发的企业与研究机构约200家，为北斗产业未来的快速发展打下了坚实的基础。
在卫星制造和卫星发射领域，我国企业实力突出、竞争力强，能够实现整星出口和发射任务，由少数企业所垄断。
卫星制造由中国航天科技集团隶属的中国空间技术研究院、上海航天技术研究院、中国卫星等几家机构完成。
卫星发射由中国运载火箭技术研究院完成，另外由航天电子提供卫星发射的控制系统、利用系统、逃逸系统和遥测系统等配套设备，航天动力提供液体火箭发动机等配套设备。
但是，在基础类产品、终端类产品、应用系统和运营服务等领域，我国企业规模较小、整体实力偏弱，尤其是芯片、板卡、天线、算法、软件、接收机和终
端等技术水平较低，与国外企业差距明显。
北斗卫星导航定位系统主要包含导航卫星、地面台站、基础类产品、终端产品、系统集成与运营服务5个部分。
导航卫星/地面台站：
由于投资规模和安全性原因主要由国家和政府负责投资建设，主要由央企等少数企业所垄断，如中国空间技术研究院、上海航天技术研究院、中国卫星等。
基础类产品/终端产品/运营服务：
这部分我国企业规模偏小，整体实力较弱，特别是在导航芯片、板卡、导航天线、算法软件以及终端上都处于刚刚起步不久，但在国家政策和规划的支持下，基础/终端产品/运营服务部分步入快速成长通道，也是北斗导航产业链中最具备投资价值的部分。
1.
基础类产品
包括芯片及基板、导航电子地图、导航定位引擎及核心处理软件。
芯片及基板是卫星导航定位产品的核心部件，
主要被北美、日本、欧洲的知名企业和品牌所控制。
在专业应用市场方面，有
Trimble、Thales
、NovAtel
、Javad、
Topcon等，
这些厂家同时提供整体的基板和高精度测量系统，其中以Trimble、
NovAtel最为著名，Trimble占据国际高精度市场的40%
以上的份额，NovAtel是全球著名的高精度基板生产商，为世界著名的测量设备制造商
Leica提供核心部件。
在大众应用市场方面，GPS
芯片生产企业目前超过10家，包括SiRF、Garmin、Motorola
、Sony
、uBlox、Atmel等，其中以SiRF为典型代表，其占领的市场份额最大，给多家跨国公司供应GPS芯片组。
而生产导航级的OEM模块，大多以中国台湾的厂商为主。
2.终端产品
包括各类卫星导航定位接收机、天线和面向不同用户群体的信息接收设备（例如：
车载设备、船载设备、手持设备等）。
在专业应用市场领域，特别是高精度的接收机领域，国际上具有代表性的GPS公司有Trimble、Leica、Thales、Javad、Topcon等.在大众应用市场领域，在欧美市场中Garmin、TomTom、Lowrance和Magellan为主要的车载导航产品提供商。
在日本的宏达、尼桑、丰田、本田
以及松下、先锋、阿尔派等公司都已开发出自己的车载导航产品。
3.系统集成与运营服务
主要指针对不同行业用户提供的基于位置的信息系统应用。
GPS应用总是面向不同行业，与各种各样的其它信息技术结合在一起，成为行业信息系统项目的一个重要组成部分。
从整个卫星导航定位产业链来看，从事位置信息系统应用的企业是最多的，仅我国就有近500余家，各个企业在不同领域、不同层面上形成了以自己行业应用软件为主的核心竞争力。
从服务用户的类型来看，可分为面向大众用户的信息服务和面向专业用户的信息服务两大类。
面向大众的信息服务主要以移动运营商提供为主。
细分领域主要厂商：
行业壁垒
（1）市场准入壁垒
从事基于北斗卫星导航定位系统的应用系统开发与运营服务，必须根据《北斗系统运营管理暂行办法》取得“北斗系统运营服务许可证”，而取得该经营许可需要企业具有较强的实力，经过严格的审核程序，并受国家有关行业管理的制约。
（2）业务模式壁垒
卫星导航定位行业是一个新兴的产业，正处于蓬勃发展阶段，由于在卫星导航定位芯片、中高端产品领域受国外技术垄断的原因，在我国从事卫星导航定位应用必须塑造独特的业务模式。
（3）技术壁垒
作为新兴的高新技术行业，卫星导航定位行业具有较高的技术门槛，形成自然的技术壁垒。
在卫星导航定位产品方面，核心技术主要被北美企业所垄断，
我
国国内企业如果不与国际企业合作，很难在短期内具有国际竞争能力；在基于位置的信息系统应用业务方面，一般的卫星导航定位企业不具备相应专业行业的知识和技术，很难准确理解用户需求，并在共性需求分析的基础上开发出适合客户需要的专业应用系统；在基于位置的运营服务业务方面，需要卫星通信、移动通信和互联网等技术的有机融合。
（4）人才壁垒
我国不仅在卫星导航定位技术专业人才和市场人员方面匮乏，同时也缺乏高水平的卫星导航定位管理人员。
管理观念、信息化意识的培养以及专业人才队伍的建设是一项长期的任务，目前这仍是制约我国卫星导航定位发展的一个重要因素。
经营模式
国防电子元器件具有非常严格的准入机制，承接研制项目的单位不得有任何外资成份，且必须通过保密资格认证、军工产品质量体系认证和武器装备承研承制单位资格认证。
国家对军用北斗卫星导航应用终端的研制具有严格的准入机制，研制单位必须通过军工质量体系认证、保密资格单位认证和武器装备科研生产许可认证并具备武器装备承制资格。
特种行业客户通常于年末进行集中订货，因此厂商与主要客户通常于每年末就次年的销售价格、销售数量和销售品种达成协议，其后根据客户的具体订单发售产品。
对于其他客户需求以及临时供货需求等，根据与客户签订的供货协议组织生产和销售。
民用产品则采用直销和代理相结合的方式，主要有厂家直销，同时也在一些特殊行业发展部分卫星导航定位产品代理商，签订代理合作协议，促进在该行业的产品销售，扩大市场范围。
1.基础类产品
（1）芯片
基带芯片是用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。
具体地说，就是：
发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。
同时，也负责地址信息、文字信息、图片信息的编译。
芯片是北斗卫星导航定位终端的核心部件，其技术水平直接决定了北斗用户终端的成本、性能和产业化水平。
在具体技术路线上，鉴于GPS强大的市场地位，北斗系统要想在民用领域取得商业化的成功，首先要走兼容性道路，再辅以必要政策支持，逐渐突破各个细分市场。
国外GPS芯片的发展从1994年开始，2002年达到产业化，2004年得到普及。
GPS芯片主要集中在国外企业手中，如Broadcom（博通）、SiRF（瑟浮,2009年被CSR收购）、u-blox、等企业，其中，Broadcom为全球最大GPS芯片厂商。
我国卫星导航定位芯片的研究始于2000年，当时主要研究方向是GPS、
GPS+GLONASS芯片。
随着我国北斗导航系统的逐步建立，国内企业开发的北斗芯片已经取得了巨大的成就，华力创通、北斗星通（和芯星通）、东方联星等公司纷纷推出了北斗芯片或与GPS、GLONASS兼容的芯片。
2012年12月，中国卫星导航系统管理办公室公布了北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件-公开服务信号B1I（1.0版）（ICD，interfacecontroldocument），该文件规范了北斗卫星导航系统和用户接收机之间的信号接口关系，是开发制造接收机及芯片所必备的技术文件。
ICD的公布预示着北斗卫星导航系统正式步入民用化阶段。
（2）基板
基板是利用导航芯片、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产品，用户利用这个模块结合应用需求能够开发各种应用。
目前，板卡的核心技术主要被天宝（Trimble）、诺瓦泰（NovAtel）、麦哲伦（Magellan）等国外知名企业所控制。
（3）电子地图
导航电子地图是导航产业的核心组成部分，直接影响到整个产业的发展速度，需要保证导航的覆
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