理性評估衛星導航產業的效益和價值

· 文| 北京空間科技信息研究所 廖春發

理性評估衛星導航產業的效益和價值

· 文| 北京空間科技信息研究所 廖春發

對于全球導航衛星系統(GNSS)的經濟效益，不同國家和不同利益相關者有不同的計算和評價方法，其評估結果也相差甚遠。最近幾年，歐盟伽利略GNSS管理局連續三次更新其《GNSS市場報告》，比較客觀、理性地評估并預測了未來10年全球導航衛星產業的市場收入。與此同時，美國GPS產業界的專家或利益相關方一直在與光平方公司為代表的寬帶通信產業界爭論其4G天地融合移動通信網絡所用L頻段對GPS的干擾問題。爭論中雙方都認為自己如何重要，但GPS業界最難說清的問題是如何定量評估衛星導航的經濟價值以及對國家經濟與社會的影響。一些資深評論家在媒體上發表評論認為：對于衛星導航服務的經濟效益，最大的挑戰在于難以定量評估。因為它既有直接效益又有間接效益，甚至還包含第二和第三層次間接效益。而且這些間接效益是無法從直接受益的用戶那里收取的，如同氣象衛星對災害性天氣的準確預報雖能產生巨大經濟效益，但氣象部門卻無法從其受益用戶收取費用一樣。目前美國和歐盟每年在其衛星導航基礎設施上的運營投入大約需要10億美元，但運營和管理衛星導航系統的部門卻是“只燒錢，無收入”。即使是從未缺錢的GPS，近期也陷入預算緊縮，難以維繼的窘境。為此，美國軍方正在尋求節省開支、延長壽命和創新GPS的解決方案，并讓納稅人理解其巨大效益和價值。

一、衛星導航產業的四大特性

衛星導航產業與已經高度商業化的衛星通信產業相比，其產業鏈和運營模式完全不同；導航衛星的經濟和社會效益與氣象衛星相比雖有很多相似性，但也有很大差異。其產業有如下四大特征。

一是衛星導航產業上游具有戰略性、公益性和軍民兩用性。其空間段和地面控制段由政府投資和長期穩定運營，或者說其產業上游是軍民兩用的公共基礎設施，所有GNSS系統的民用信號都是免費的。

二是其下游的應用具有高度創新性和拓展性。幾十年的應用實踐證明：只有想不到，沒有做不到的。例如最新的GPS創新產品已經融入到休閑或體育服裝，包括運動鞋中。

三是其產業鏈和價值鏈極長，與其他產業的關聯度高、融合性好，滲透性極強。例如在大眾消費電子產品領域，衛星導航定位功能已經或將要融合到幾乎所有智能手機、平板電腦、數碼相機、筆記本電腦和智能交通系統的便攜式導航儀（PND）中。

四是其發展速度遵循莫爾定律。過去5年，全球GNSS產業呈現快速增長態勢。基本遵循每隔幾年市場容量提高一倍成本降低一半的發展規律。例如2005—2010年，北美商用GPS終端設備的銷售量從190萬臺增加到770萬臺，漲幅305%；而商用GPS設備的平均價格從每臺2454美元下降到每臺1331美元，下降了46%。商用車載GPS設備的平均價格每臺1968美元下降到873美元，下降了56%。

伽利略計劃的重要意義并不在于其所帶來的尚不確定的財政收入，而在于它可以為歐盟提供戰略上的獨立性和政治、外交、科技和產業方面的自主性，它和互聯網一樣也是一種公益性的公共基礎設施，因此不要對它的收益有過高的期望。

二、從盲目樂觀到回歸理性

歐盟相關市場研究機構以及私營咨詢公司從伽利略計劃立項論證階段到在軌驗證階段的10多年間，對GNSS產業經濟與社會效益的評估曾經歷了從盲目樂觀到回歸理性的過程。例如歐洲一些咨詢機構和產業部門在2000年啟動伽利略導航衛星計劃時，曾預測到2025年GNSS產品和服務市場總規模將達到4000億歐元。然而，這些評估很快就被證明太過樂觀了。當伽利略計劃進入在軌驗證階段時，歐盟委員會在2011年初發布了《歐洲衛星無線電導航計劃中期評估》報告，更新了以前對伽利略計劃的進度、投入產出與效益預測。歐盟委員會決定分步實施組網計劃：到2014年擁有一個由10顆以上衛星組成的規模縮小的星座，只提供開放服務、搜索救援服務和公共特許服務，但是預計屆時的精度和可用性達不到最佳水平。全面運行能力（FOC）（三個軌道面，每個軌道面分布9顆工作衛星和3顆備用衛星）將在2019—2020年實現，屆時才能獲得所有的預期收益。歐盟預計除已經投入的50億歐元外，還需要再投資19億歐元才能完成整個天基導航基礎設施建設。而且系統建成后平均每年的運營成本還需投入8億歐元，但歐盟預測每年從伽利略系統獲得的長期收入僅有7000萬歐元。這筆直接收益將由該系統提供的商業服務和公共特許服務產生。

2011年9月歐洲議會下屬歐盟外部政策總部發布題為《伽利略計劃：為歐盟預算支付的未來航天系統提供的管理和融資教訓》的另一個評估報告又非常理性地認為：伽利略計劃的重要意義并不在于其所帶來的尚不確定的財政收入，而在于它可以為歐盟提供戰略上的獨立性和政治、外交、科技和產業方面的自主性，它和互聯網一樣也是一種公益性的公共基礎設施，因此不要對它的收益有過高的期望。歐盟的研究報告預計2010—2027年間伽利略和EGNOS天基增強服務所創造的經濟和社會效益總和為600 億～900億歐元，大約平均每年35億～50億歐元。這顯然與最初預期的高收益截然相反。現在歐盟開始強調歐洲GNSS系統固有的公益特性，因而必須由歐盟投資。

事實上，伽利略系統已被歐盟視為具有巨大經濟和社會效益的公共資產，而不是有利可圖的商業系統。先前對伽利略系統回報率不切實際的評估和對該系統公私伙伴關系運營模式的假設誤導了政府和私營部門。

三、幾種典型評估案例

目前國外評估衛星導航產業的經濟效益和價值鏈大致有兩種思路。一種是美國拯救GPS產業聯盟采用的直接效益加間接效益的評估方法；另一種是歐盟伽利略GNSS管理局將GNSS產業鏈分為可直接統計的核心市場收益和難以測算的拓展市場間接效益。對于核心市場的直接效益，不同市場調查公司也有不同統計方法。最保守的方法是只計算衛星導航終端設備制造商的銷售收入。另一種是在統計終端設備收入的基礎上增加與衛星導航功能相關的服務業的收入。以下是美國和歐洲的政府機構和咨詢公司對衛星導航產業經濟效益與價值評估的典型案例。

1.美國衛星產業協會委托富創公司的統計分析

該統計分析對衛星制造、發射及其服務業的收入忽略不計，只計算用戶終端設備和衛星導航芯片及其嵌入式組件的銷售收入。這是一種比較保守且不完整的方法，歐洲咨詢公司也曾采用類似的統計分析方法。據2013年美國衛星產業協會公布的《全球衛星產業狀況報告》顯示，2012年全球衛星導航設備的總銷售收入為322億美元，約占當年全球地面設備制造業總收入的60%。

2.歐盟伽利略GNSS管理局的市場評估

伽利略GNSS管理局在2010年、2012年和2013年連續發布三版《GNSS市場報告》。該報告采用了伽利略GNSS管理局的市場監控和預測方法，所用市場模型采用基于各種輸入數據、假設和情景分析等先進預測手段，從出貨量、收入和接收機的目前使用情況等幾方面預測了全球GNSS產業的市場規模。業界資深研究人員認為這份《GNSS市場報告》只分析核心市場的效益，未提供拓展市場的詳細分析。盡管存在某些不盡人意的缺憾，但該報告卻是迄今試圖定量評估全球GNSS產業效益和價值鏈的比較有說服力的報告之一。

值得一提的是，該報告首先將GNSS市場粗分為核心市場和拓展市場，又從位置服務、道路、鐵路、航空、航運、測繪和精細農業等七個細分市場預測其市場份額和規模，并分別定義評估其收入所涉及的范疇。例如航空，核心市場只統計涉及商業、支線、通用和商務航空的GNSS認證設備，以及輔助飛行員按照目視飛行規則操作的非認證設備的收入。

核心市場是指GNSS產品中直接由衛星導航系統貢獻的功能價值及其服務的收入，主要包括接收機的構成組件（包括芯片及其嵌入式組件）和設備（如PND）。而對于嵌入衛星導航功能的其他各種多功能應用終端，如價值500美元的蘋果智能手機來說，核心市場僅計算其衛星導航芯片的價值（5美元，約占整部手機價值的1%）以及與其功能相關的位置服務數據下載服務的收入。而拓展市場是指由GNSS驅動或牽引的衛星導航服務及其終端設備，包括核心市場的收入。

第一版《GNSS市場報告》預測，到2020年全球GNSS拓展市場規模將達到2440億歐元，其中核心市場1650億歐元。在此背景下，歐洲希望其GNSS能占有20%的全球市場份額。

而在第三版報告中伽利略GNSS管理局再次修訂了其先前預測，指出到2022年全球GNSS產品和服務的拓展市場總規模為2500億歐元，其中核心市場規模超過1000億歐元。該報告顯示：最近幾年全球GNSS用戶設備的出貨量呈現井噴式增長，已從2006年的1.25億件躍升到2012年的8.5億件，預計2020年將會達到25億件。屆時全球在用的GNSS設備總量將達70億件，相當于地球70億人口人均1件的水平。按核心市場收入的市場份額分析，位置服務占47%，道路占42.6%，其他5個小眾市場僅占12.4%。該報告指出智能手機將占據GNSS收入的主導地位。預計到2022年，位置服務的市場收入將超過道路，成為最大的市場。

3.美國GPS利益相關方的專題調研報告

2011年美國GPS產業界為保護GPS信號不受光平方公司天地融合4G網絡的干擾，各利益相關方成立了拯救GPS聯盟，發布了一些研究報告，定量評估GPS受干擾后美國軍事、民航、金融、電信和商業用戶所受的巨大損失。報告采用的評估方法反映了GPS利益相關方的訴求。例如美國聯邦航空管理局提供的報告是在假定未來10年GPS功能退化或喪失的情況下，美國民航部門在安全、效率和環境改善三方面可能受到的損失。該報告詳盡分析并量化預測了美國航空業可能受到總額為720億美元的經濟損失、3100萬噸二氧化碳額外排放量和794人喪生的嚴重后果。

另一個由美國著名市場調查機構NDP咨詢公司于2011年6月發布的研究報告，受到美國拯救GPS聯盟的大力支持，是近年來美國咨詢機構發布的深度分析GPS經濟效益的專題研究報告。報告將GPS用戶分為軍事、商業和大眾消費為主的非商業三大類，并重點從精細農業、工程建設（大型工程和市政工程、測繪/制圖）和商業運輸等三大商業GPS應用領域剖析GPS對美國經濟的影響及其面臨干擾的挑戰。

報告指出：雖然30多年來美國政府對GPS星座的投資已經超過350億美元，并且正在以每年約10億美元的速度在繼續投入，但GPS對美國經濟的貢獻是巨大的。例如GPS設備生產商創造了大量就業機會，為美國創造了經濟效益和附加價值，并為政府帶來了相關稅收。每年北美市場大約335億美元的GPS設備銷售收入僅是其全部經濟效益的冰山一角。與個人電腦一樣，GPS的真正價值并不在于設備銷售，更重要的是，GPS技術帶動了生產力的提升，并降低了終端用戶的成本。

該研究報告詳細評估了GPS為上述三大行業帶來的直接經濟效益。以精細農業為例，應用GPS技術之前，農民要為不同的土地匹配不同的生產技術，以及作物種子、化肥和農藥是非常困難的。這就限制了他們為增產找到最有效的耕作方法。今天，GPS設備能夠提升農藥、除草劑、肥料使用的精度，同時更好地控制有害化學物質的擴散，從而降低成本、提高產量，創造環境友好型的新農場。

例如，十年前，一個擁有四千英畝（約16km2）土地的農場需要配備8～9臺拖拉機，而今天卻只需要3～4臺。因為在關鍵的種植和收獲季節，這些設備可以24小時不間斷地工作。調查報告顯示，美國農場的GPS采用率（至少使用一項GPS技術）為23%～91%，預計平均采用率為60%。

GPS技術對精細農業可量化的直接經濟效益表現為增加產量和降低成本。通過產業調查、研究和對農民的采訪，發現GPS技術能夠使不同地區、不同條件下的作物增產3%～50%。從降低成本角度看，GPS技術大大降低了農業生產的人力、資金（機器和設備）和原材料（種子、肥料、殺蟲劑、其它化學藥品、燃料、油、電等）成本，不同地區、不同條件下降低的成本占總成本的1%～50%。基于對上述研究結果，預測GPS帶動的平均增產量可以達到10%，平均成本降低15%。

GPS的出現及其商業化給美國帶來了巨大的經濟利益。由于創新性地采用了GPS技術，在整個經濟領域和商業活動中，很多曾經為時間密集、勞動密集、資本密集和材料資源密集的生產任務因為GPS而得到了改進和簡化。

結論是：GPS的出現及其商業化給美國帶來了巨大的經濟利益。由于創新性地采用了GPS技術，在整個經濟領域和商業活動中，很多曾經為時間密集、勞動密集、資本密集和材料資源密集的生產任務因為GPS而得到了改進和簡化。GPS商業化帶來了豐碩的成果：勞動生產率提高、成本投入降低、節省時間，并在環境、健康、安全等方面產生了極大效益。該報告預計上述三大商用領域，GPS僅在提高勞動生產率和降低成本投入方面，就給美國經濟帶來了680億～1220億美元經濟效益，約占美國全年國內生產總值的0.5%～0.9%。

四、若干啟示

1.衛星導航系統的經濟與社會效益巨大，其價值毋庸置疑

以美國GPS為代表的GNSS產品和服務已滲透到所有軍事、安全、經濟和大眾消費領域。其巨大的效益和價值，軍用上主要體現在極大地增強國家安全，成為各武器平臺的戰力倍增器；民用上主要體現在為國民經濟增效、省時和節能，以及提高勞動生產力，轉型升級產業結構，改善海陸空運輸安全和節省出行成本等。盡管對于衛星導航系統的效益有不同評價，但都一致認為其價值不僅毋庸置疑，各國政府每年的投資是值得的。美國拯救GPS聯盟對GPS經濟效益的評估充分證明GPS存在的價值。美軍形容GPS就像“戰場上的空氣”一樣不可或缺，而在當今的信息時代，準確的位置信息就像準確的氣象預報信息一樣重要。例如最近馬航MH370客機失聯事件中，全球10多個國家不計成本投入大量海空天資源參與搜尋，其最大難題是無法確定失聯客機的準確位置，導致搜救工作如同大海撈針。如果馬航客機上4套應急定位發射裝置不會全部失靈，能自動向衛星發送位置信息；如果將來的飛機發動機制造商能在其發給衛星的信息中增加位置數據，或吸取馬航應急定位裝置失靈的教訓，在民航飛機中增加任何人都無法關閉的、遇險時能自動觸發的GNSS衛星導航搜救信號，那么尋找失聯或失蹤民航飛機的工作將變得更容易，更高效。由此從反面再次證明GNSS的價值。

衛星導航系統不是滾滾財源的商業衛星系統，而是具有巨大戰略價值和經濟與社會效益的基礎設施和公共資產。對其回報率不切實際的非理性評估可能對政府和企業的決策帶來誤判和誤導。

2.充分認識GNSS產業特性，不要對其產業的直接效益寄托過高的期望值

GNSS及其產業具有戰略性、公益性、拓展性和滲透性，它所創造出的經濟和社會效益與互聯網及其服務所產生的經濟和社會效益相似。雖然它在軍民商或海陸空天的所有領域應用廣泛，軍事和戰略價值人所共知，經濟和產業上的價值更是無處不在，但其直接效益很有限。據歐盟預測，到2019年全球GNSS產業可直接計算的核心市場收入為1000億歐元(約合1340億美元)，而伽利略系統建成后每年能為歐盟貢獻的直接收益僅有7000萬歐元(約合1億美元)。

3.理性評估北斗衛星導航產業收益，謹防決策誤判

歐盟委員會對伽利略系統經濟和社會效益評估從盲目樂觀到回歸理性的過程，以及伽利略計劃從早期的公私伙伴關系運營模式轉變為歐盟全額投資建設與運營的決策過程，充分證明衛星導航系統不是滾滾財源的商業衛星系統，而是具有巨大戰略價值和經濟與社會效益的基礎設施和公共資產。對其回報率不切實際的非理性評估可能對政府和企業的決策帶來誤判和誤導。

歐盟和俄羅斯在發展衛星導航產業中的經驗教訓值得借鑒。在當前GPS仍然壟斷全球的背景下，北斗衛星導航產業如何突圍？國內北斗終端設備制造商如何參與國內外市場競爭，并在激烈國際競爭中占有重要席位？這一切都必須客觀理性評估。當前競爭的熱點無疑是涉及國家安全的小眾市場和涉及民眾消費的大眾市場，尤其是在占全球GNSS市場90%以上份額的位置服務和交通運輸兩大市場更是北斗衛星導航產業必須搶占的主戰場。目前北斗衛星芯片在擁有數億智能手機和數億私家車的中國市場上的滲透率幾乎是空白，而國外著名GPS或GNSS芯片制造商早已融入北斗功能并以體積小、功耗低、質優價廉的產品搶占國內外市場。在蘋果和三星等大品牌智能手機以及國際中高檔轎車制造商都將GPS產品列為標配設備的情況下，未來北斗衛星系統除非采取與國外系統互操作戰略，否則對北斗衛星導航產品和服務的可預期效益不要過分樂觀。最近幾年在全國各地興起的北斗產業園區熱潮應當引起各地政府和有關主管部門的關注。