全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的定位导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。1996年，时任美国副总统戈尔提出了著名的“数字地球”设想，GPS系统开始了其迅速的商业化道路。
历史上很多实践可以看到：一个创新的想法或概念，往往会产生一个新的学科、一个大的产业。创新是科学技术的灵魂，也是产业发展的重要因素。
对于全球卫星导航系统而言，创新同样是其进步的源动力。在近30年的发展中，卫星通讯技术、微电子制造技术、测绘技术等各种技术创新令人眼花缭乱；GPS导航也迅速从从政府与科研应用领域扩展到民用领域；GPS导航仪也从从机载、舰载、车载扩展到便携甚至手机。在最近的10年中，GPS导航从一个不过数十亿美元的商业市场扩展到数千亿美元的市场，其中得益于几个关键性的技术创新。
一、技术创新推动产业升级
1. 移动计算CPU的发展推动导航进入民用领域
GPS导航最初的设计应用场景就是飞机导航系统（aircraft navigation system）。无论是最初的无线电导航，到后来的伏尔(VOR)导航、惯性导航以及多普勒导航，都无法满足飞行过程中关于确定飞机瞬时位置的需求。20世纪70年代，利用全球卫星定位系统为飞机进行导航成为了主流。
由于飞机运动的特点鲜明（速度非常快，飞行线路相对简单），对导航系统的要求也非常鲜明：（1） 要求反应时间快，能够不断的确定飞机瞬时的位置；（2）要求覆盖率高，基本上全球飞机全年都能在覆盖范围之内。因此，这阶段的导航系统对于硬件本身提出了苛刻的要求：系统完整率、运算速度、低温低气压下的运行稳定性等。尤其是运算速度的问题，由于飞机一般时速都达到或者超过500公里每小时，其每秒中的位置变化都超过百米。因此为了确定飞机运动过程的瞬时位置，需要极强的运算能力，这要求CPU有极高的运算性能。
随着飞机导航系统的逐渐成熟，航海导航系统也开始升级。上世纪60年代，海上航行的主流导航导航系统时第一代卫星导航系统TRANSIT，但这种卫星导航系统最初设计主要服务于极区，不能连续导航，其定位的时间间隔随纬度而变化。一直到上世纪80年左右，GPS导航系统开始成为主要舰载导航系统。
由于海上航行在不同阶段或区域，对航行安全要求也因环境不同而各异。为了保证最小航行交通冲突，最有效地利用日益拥挤的航路，保证航行安全，提高交通运输效益，对导航提出了更多的应用需求：精度高、可连续导航，很强的抗干扰能力，适应海上各种恶劣气候的全天候导航。海上航行同样对导航硬件提出了要求：耐腐蚀、系统稳定、续航能力强、功耗进一步降低。
在这一阶段，GPS系统本身以及电子制造业得到了长足的发展。在70、80年代，美国完成了GPS系统全球98%的覆盖率，能够为全球的军用以及民用飞机提供导航支持；同时，微电子制造业突飞猛进，IBM、Intel、TI等一大批电脑及芯片厂家崭露头角，运算速度不断提升，功耗也开始逐渐走低。尤其是90年代后，Intel和ARM控股公司两大计算芯片巨头、Broadcom、SIRF和u-blox等几家GPS信号处理芯片企业的成长，使得在更小型设备上安装导航系统成为了可能。
70年代末期，全球芯片制造巨头Intel推出了第一款X86架构的处理芯片，从此全球芯片制造业进入高速发展时期。随着486、686到奔三、奔四；之后从迅驰再到双核处理器，微处理器的计算性能几乎每过18个月就翻一倍（摩尔定律）。但是Intel公司的芯片的优缺点几乎一样明显：性能强劲，但是能耗偏高。
而在90年代初期，另外一个芯片业巨头公司ARM异军突起。基于RISC精简指令系统计算结构，ARM公司与世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商都建立了合作关系，并且向他们提供一套独一无二的ARM相关技术及服务。基于这种开放性的联盟体系，ARM公司与全球众多知名的半导体公司（德州仪器、高通、三星、飞思卡尔等）共同开发了优秀的芯片软件：低功耗、低成本但是性能较优。
正是因为芯片制造技术的不断升级：性能不断提高，功耗不断降低，计算续航能力不断增强，导航设备逐步开始从高精尖的领域向普通计算领域扩展，车载移动计算设备开始逐步具有加装导航系统的能力。由于使用环境的特殊性，作为系统核心的车载计算设备的必须体积小，集成度高，功耗低，处理能力强，可靠性高，抗震抗高温等。目前车载PC较多的使用嵌入式操作系统，如VxWorks和嵌入式Linux等。根据车辆使用的频繁性以及道路的复杂性的要求，它必须可靠性要高，且扩展性和兼容性要好。而新型的计算芯片逐步满足了车载导航的需求。1987年，丰田第一次在皇冠上首先配置了含有电子地图的导航仪；随后，在1990年，先锋公司的第一台零售导航仪正式上市。
经过了10多年的发展，目前车载GPS导航系统几乎已经成为高端车型的标准配置。在中国，一些知名的汽车厂家，如一汽、东风日产集团、上海大众和通用、长安福特等均有在豪华轿车上将GPS导航系统作为标准配置的打算和行动。
２. 导航电子地图的丰富使得移动导航成为可能
在飞行导航系统中，对于导航的要求更多是硬件运算速度而不是地图。由于每秒速度超过100米，道路以及建筑对于飞行导航并不重要，因此小比例尺的卫星影像图即可满足飞行导航的系统。而在航海导航地图中，由于海洋本身的特性，并不存在严格的道路概念，基本的海图成为了航行中的导航地图。
而当导航电子地图进入车载个人导航领域，导航电子地图成为了市场扩展的关键。相对于航空和航海而言，道路交通的特点非常明显：受制于地形地貌和交通管制的限制，道路状况复杂；交通载体丰富，道路交通更加繁忙。在这一阶段，导航产业对地图的完善性需求超过了对于导航硬件的要求；更加要求定位的精准和地图的完整。
传统的纸质地图，只是地形和地貌的平面表现，而且最初的测绘并不包含交通控制信息和商业信息等属性的信息。导航电子地图，既借助了传统地图的表达方式，又使用了电子地图的存储和应用手段，并且扩大了相应的属性信息，增强了可用性。随着20世纪90年代初期，日本、欧美等地导航电子地图的发展，全球民用GPS导航产业开始进入高速发展的三个阶段。
第一个阶段为1992年至2001年，GPS在民用方面的主要应用是车载导航仪，而导航仪的销售对象主要是新车用户。在这一阶段，日本车载导航仪的新车装配率从0.4%提高到35%以上，欧洲和北美车载导航仪市场则从1998到2000年开始发展。
在这一阶段，随着电脑和手机的普及，芯片的发展已经进入一个高峰时期。随着奔腾系列及日立CPU的出现，极大的提高了CPU的计算速度，小型移动设备已经完全可以胜任导航计算的需求。而日本和欧美的导航电子地图也完成了最初的探索和完善，全国的路网基本上都实现了可导航。
在此期间，地图匹配技术的出现极大的提高了导航的精度，改善了导航体验。由于最初美国开放GPS信号时，在民用信号上加入了S/A干扰波，使得定位精度误差在100米左右。2000年5月，美国取消S/A干扰之后，民用信号的精度半径依然在6.3米左右。这也就意味着消费者可能面临着5-15米左右的误差范围。基于这种需求，国际导航地图公司纷纷开发了地图匹配技术，将不够精准的GPS定位信号，匹配到相应的道路及建筑物上，以达到准确定位和合理导航的要求。
导航地图的完善和导航引擎技术的发展，推动个人导航系统发展进入到第二个阶段。从2002年至2007年，GPS的应用从车载导航仪扩大到手持便携导航仪（PND）。2002年欧洲市场开始出现PND，PND以其成本低、安装和操作简便的优势在很短的时间内迅速普及。至2007年，欧美市场PND的年销售量接近2000万台。
在此阶段，全球最大的PND供应商之一TOMTOM获得了爆发性增长，销量从2003年每年不到100万台猛增至2005年的接近800万台，销售额也从最初的不到20亿欧元增长到接近150亿欧元（图1所示）。到2006年，PND占TOMTOM公司整体销量的93%（图2所示）。
在此期间，导航电子地图和导航引擎进一步发展。地图方面，道路属性及建筑物属性进一步丰富，尤其是地理建筑信息（POI）达到了百万级甚至千万级。在中国，凯立德、四维图新、高德软件等导航地图公司均完成了大比例尺全国导航地图，使得导航地图更加完善。借助于国际导航电子地图的发展经验，中国导航地图产业在10年的时间里取得了长足的进步，在某些方面甚至达到了国际水平。
同时，导航引擎进一步小型化，占用更少CPU资源和更小的内存空间。同时，导航软件的兼容性和可移植性更加优化，除运行于Windows之外的其他操作系统，Symbian、Linux、Nucleus等各种开放及封闭式系统都可以成功运行。硬件方面也取得了突破性的进展，各种抗噪抗干扰技术纷纷出现，解决了GPS、CPU、通讯芯片之间的高频干扰问题，解决了GPS导航技术应用于手机的障碍。
自此，个人导航系统发展进入第三个阶段。第三个阶段从2007年下半年开始，GPS的应用进一步扩大到手机，特别是普通多媒体GPS功能手机的出现，意味着导航仪市场扩大到了大众化消费者市场。目前全球手机用户已经达到20多亿个。预计到2010年，全球使用导航电子地图的手机用户将超过亿个，基于手机和互联网的LBS也将随之迅速发展起来。2008年后，导航电子地图逐渐完善，已经不再是产业发展的短板，整个导航产业进入高速发展的平稳时期。
３. 大众化的方案公司将导航设备从专业变为普及
1997年，联发科（MTK）成立。不到十年时间，联发科成为中国最大芯片级半导体供应商。联发科的成功，得益于其创新型的Turn key solution的策略。Turn key solution模式可以直译为“交钥匙方案”，也就是联发科技将产业的上游与中游环节整合，把芯片、软件平台和设计全部完成，整机厂商只需要购买简单零散的零部件就可以出品产品。
这种Turn key solution的模式催生了一批国内的方案公司，从而诞生了中国庞大的山寨手机产业，MTK也成为中国山寨手机厂家的鼻祖。同样，对于GPS导航产品而言，Turn key solution的模式也极大的降低了导航制造的门槛，使得大规模制造成为可能，并且迅速拉低了产品价格--中国电子制造业的敏捷制造能力从手机扩展到GPS导航产业。
2005年，远峰、掌微、美赛达、爱培科一批方案公司迅速崛起，于三星芯片、Rockchip芯片，Telechips等一系列的设计方案出台。方案公司的大众方案降低了导航产业的入门门槛，从而一大批MP3/MP4制造公司、家电数码制造公司迅速进入导航制造产业。2006年，长虹、万利达、纽曼、爱国者等传统的家电数码企业纷纷进入导航生产领域，拓展了整体的产业规模。
2007年，GPS接收芯片厂家SIRF收购了掌微科技(Centrality Communications)，GPS芯片和计算芯片融合的更完整的解决方案开始进入人们的视野。与三星芯片方案不同，掌微的解决方案将GPS硬核集成到主芯片中，GPS接收芯片只需GPSRF，无需独立的GPS基带。GPS接收方案正“由硬变软”。从全硬到软件GPS方案，整体功耗、体积和系统成本越来越低，适合量越来越大的应用。
新的方案出现，进一步降低了GPS设备的生产成本。从2005年到2008年，GPS的销售价格一路走低，从最初的4000-5000块钱下降到今天1000元左右的价格。在3年的时间里，GPS的售价下降了65.7%，开始为普通大众所接受。
2009年第一季度，世界级导航设备供应商GARMIN与整体方案供应商联发科签订了供货协议，这成为全球导航产业的一个标志性事件。主流厂家对于的Turn key solution方案公司的认可，将会进一步降低主流导航产品的价格，从而推动导航产品的普及。GPS导航再也不是高端汽车的专用产品，而成为了一个日常应用的数码产品。
中国GPS产业已经过了第一个高峰期，单纯依靠技术创新已经无法继续维持高增长，产业需要在单一的导航应用上寻求更加丰富的应用模式。
二、应用模式创新推动产业再升级
1. 技术日趋成熟，应用模式单一
中国导航产业发展规模巨大。从2005年开始比较显著的增长，到2008年总产值已经超过100亿元，用户超过500万人，并且以每年接近200万用户量的速度在增长。在车载导航仪、便携式GPS产品和GPS手机三种产品形态中，以PND增长最为迅速，而近几年GPS手机的增长也非常可观。
从国内市场GPS产业链的各个环节来看，GPS硬件制造方面已经日趋成熟。基于ARM架构的计算芯片进一步发展，从ARM 9到ARM 11，性能不断提升；GPS接收芯片的性能也日新月异，随着中国北斗的完善，四网合一的GPS芯片提上设计日程，冷启动也可以在5秒之内完成收星过程；多种方案百家争鸣，基于三星芯片的方案、基于掌微芯片的PRIMA方案，基于Telechips的多媒体解决方案等等，使得GPS结合CMMB、结合RMVB播放、结合蓝牙等功能的产品不断推陈出新。到目前为止，中国的GPS产品制造已经接近全球总销量的七成，主流4.3寸屏幕的产品价格也已经接近1000元的冰点。
在导航电子地图方面，中国市场完全依托于国内的有地图甲级资质的供应商，包括凯立德、四维图新、高德软件等都是国内知名的地图供应商。目前国内主流的导航电子地图都已经完成全国性大比例尺的地图，所有行政县市均能覆盖，部分地区甚至到村，近200万公里的道路路网均可导航。在满足基本导航需求的基础上，基于细分人群的道路信息采集已经出现：针对车主的4S店、汽修店等POI的采集以及针对步行者的衣食住行采集等。
随着市场竞争的日趋激烈，导航软件方面的研发已经领先于市场需求，开始不断开发细分市场。在功能上，目前的导航软件不仅能够满足基本的导航需求，同时具有道路安全报警、周边信息搜索、城市酒店预定等多种增值功能。凯立德公司在目前导航产品的基础上已经开始根据车载导航仪、PND、手机不同载体的特点开发不同导航软件，以适应特定人群。
从目前的产业链条来看，国内的民用导航的技术储备已经基本完善，技术上已经不存在推动产业发展的短板。尽管如此，国内GPS导航市场依然不可避免的放缓。根据赛迪顾问的统计数据，2005年至2008年，中国GPS市场整体复合增长率达到34.3%，而从2009年到2013年，GPS市场的复合增长率将会下降到18.6%。中国GPS导航产业已经过了第一个高峰期，单纯依靠导航应用来已经无法继续维持产业的高增长。
2. 行业呼唤新的融合，新的应用模式
在地理信息技术应用领域，有一句脍炙人口的广告语：地理信息技术的应用，只受到人们想象力的制约。换个角度来理解这句话的意思，可以是技术都已经准备好了，市场需要更有想象力的应用模式。导航作为GPS系统和地理信息技术的第一个杀手级应用，已经为我们创造了数百亿的市场价值，而事实上，GPS系统能够为我们做到更多。
生活应用层面，我们可以想象到移动通讯和GPS产业结合给我们带来的便利和机会。它不仅方便我们的衣食住行，同样保证我们的安全：让我们的城市交通更加便利、让我们的出行更加快捷，让我们的财产和人生安全更有保障，让我们的应急系统更加高效。个人导航、智能交通、安全监控都是可预见并且可实现的商业模式。
其次在商业应用和行业应用方面，新的营销模式和新的管理模式将会伴随这种更加细分的群体分割方式而诞生。针对更加细分人群的精准营销；地理区域价值的评估和展现；物品更加准确的监控和管理；对外出的人员进行准确的调度等等。移动物流管理系统、POI广告等相关的商业模式已经开始逐步实现。无论是农业、制造业、矿业、电信、商业等各种行业应用，GPS与互联网的融合应用都会有巨大的商业空间。
在个人的精神生活层面，移动网络与GPS也会为个人的信息娱乐提供更多的便利。新的群体分割方式会将更细分的社区团体紧密的连接在一起，GPS会为位置社区提供聚会与游戏的可能；基于位置的游戏交互也会越来越丰富。就如同今天的网络游戏一样，今后的网络与现实一体的娱乐系统，能够面向更广泛的大众，随时随地满足个人对于信息和娱乐交互的渴求。
2008年7月，NOKIA以81亿美元的较高价格收购了地图公司NAVTEQ。正是看重了未来地理信息技术潜在的应用将会激发巨大的市场，诺基亚才会进行了这一次饱受争议的收购。当时，国际电信分析机构J. Gold Associates的分析师杰克表示，所有厂商都将必须向基于位置的服务靠拢，否则，就会错失业界潮流。这也是对未来地理信息应用的一个良性预估。
3. 增持续高速增长的用户群带来的巨大的商业价值链
尽管导航的整体市场增长率在降低，但是作为GPS系统目前唯一的杀手级应用，导航为GPS系统带来了数量庞大的用户群体。随着拥有GPS功能的移动计算设备不断普及，持续高速增长的用户激发了大量的内容提供和服务提供。基于GPS系统和移动互联网的位置服务、POI广告等一大批新的GPS应用模式正在萌芽，一个基于GPS系统和庞大用户群体的位置信息服务新型产业链正在形成，而每年新增的数百万用户将会为这个产业链条的每一个环节带来巨大的商业利益。
首先，作为设备的供应商，每年新增的超过300万的用户，以每台设备1000元来计算，将会带来30亿的新增市场。而且这个市场趋势还在继续上涨，据估计在2012年，这个数值将会增长到622万台，也就是说，这五年间将会提供210亿的新增市场空间。
其次，基于GPS系统提供位置服务的移动运营商将会作为核心驱动力量获得巨大发展。目前运营商还在为定位系统与移动网络之间的互联互通、支持全网漫游进行投入。但是中国最大的移动营运商已经将LBS等相关位置服务列为下一代的核心业务并且开始试行。根据国外市场调研机构ABI Research表示，基于GPS系统和移动网络的位置服务市场规模将会由5.15亿美元增长到5年后的133亿美元。
地图提供商：在未来的位置信息服务产业链中，地图提供商不仅可以作为基础的地图提供者，伴随设备提供给每一个用户，分享2000万套的市场订单，不断从用户身上获取升级和更新的费用。并且地图提供商可以作为数据分工深化的主要供应商之一，对POI信息进行分类加工。可以说，地图供应商将会是仅次于移动运营商的第二核心驱动力，也是第二市场受益者。
SP功能开发和供应商：随着位置信息的完善，如何利用互联网络和位置之间的对接映射关系，SP的策划、开发就显得尤为重要。全网全业务运营的SP、区域性SP或者是专业性的SP都将获得绝大的发展。就如同目前移动网络的SP运营商或者互联网上的各大网络应用，获取绝大部分的前端利益。
最后，随着POI广告业务的开展，位置信息服务的广告链条也将出现。基于全新的营销模式，地理商业广告将会成为一种全新的广告存在，由于较强的客户定向性和精准投放，广告价值会更加突出。地理数据服务提供商和POI广告公司也将因此获得较大的盈利空间。
GPS导航市场崛起，已经为未来开启了一个巨大的商业市场。技术上的创新的应用模式上的创新,将极大的激发用户新的需求,为用户提供新的生活体验，这使得未来的GPS市场孕育了无限的商业可能，从而促进导航产业的新的爆发增长。（张文星）
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