2017-2018年惯性导航竞争格局咨询报告 - 图文

2017-2018年惯性导航竞争格局咨询

报告

2017年9月出版

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正文目录

1、惯性导航概述 ............................................................................................................. 4 1.1、惯性导航定义 .......................................................................................................... 4 1.2、惯性导航工作原理 .................................................................................................. 5 1.3、惯性导航系统分类 .................................................................................................. 6 2、惯性器件 ..................................................................................................................... 7 2.1、陀螺仪 ...................................................................................................................... 8 2.1.1、机电陀螺 ............................................................................................................... 9 2.1.2、光学陀螺 ............................................................................................................. 10 2.2、加速度计 ................................................................................................................ 13 2.3、MEMS 惯性器件 .................................................................................................. 14 3、世界惯性导航市场的发展格局 ............................................................................... 15 3.1、世界惯性导航的发展进程 .................................................................................... 15 3.2、世界惯性导航市场格局 ........................................................................................ 19 3.3、世界著名的惯性导航厂商 .................................................................................... 19 3.3.1、美国 Northrop Grumman 公司 ......................................................................... 19 3.3.2、美国 Honeywell 公司 ....................................................................................... 20 4、我国惯性导航市场概况 ........................................................................................... 20 4.1、我国惯性导航的发展进程 .................................................................................... 20 4.2、惯性导航主要军用应用领域 ................................................................................ 22 4.2.1、航空领域 ............................................................................................................. 22 4.2.2、航天领域 ............................................................................................................. 23 4.2.3、陆用领域 ............................................................................................................. 23 4.2.4、航海领域 ............................................................................................................. 23 4.3、我国惯性导航研制生产的主要力量 .................................................................... 24 4.3.1、中船重工 707 所 ............................................................................................... 24 4.3.2、航天科技集团九院（13 所、16 所、航天电子） ......................................... 25 4.3.3、航天科工集团三院 33 所 ................................................................................. 27 4.3.4、中航工业 618 所 ............................................................................................... 29 4.3.5、兵器工业集团导控所及北方导航 ..................................................................... 30 4.4、惯性导航产业相关民参军上市公司 .................................................................... 31 4.4.1、晨曦航空 ............................................................................................................. 31 4.4.2、耐威科技 ............................................................................................................. 32 4.4.3、星网宇达 ............................................................................................................. 33 5、我国惯性导航市场空间 ........................................................................................... 35 5.1、我国军用领域惯性导航市场容量 ........................................................................ 35 5.2、我国民用领域惯性产品市场空间 ........................................................................ 35 5.2.1、无人机领域 ......................................................................................................... 36 5.2.2、石油勘探领域 ..................................................................................................... 36 5.2.3、交通测量领域 ..................................................................................................... 37 （1）、电子路考 ............................................................................................................. 37 （2）、高铁检测 ............................................................................................................. 38 5.2.4、移动卫星通信动中通天线 ................................................................................. 38

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图表目录

图表 1：惯性导航应用领域 ................................................................................................... 5 图表 2：惯性导航系统原理框图 ........................................................................................... 6 图表 3：根据陀螺仪不同的惯性导航系统分类 ................................................................... 6 图表 4：平台式惯性导航原理框图 ....................................................................................... 7 图表 5：捷联式惯性导航原理框图 ....................................................................................... 7 图表 6：不同种类陀螺仪 ....................................................................................................... 8 图表 7：不同种类陀螺仪的精度范围 ................................................................................... 8 图表 8：机电陀螺的基本框图 ............................................................................................... 9 图表 9：挠性陀螺应用实例 ................................................................................................. 10 图表 10：静电陀螺应用实例 ............................................................................................... 10 图表 11：典型厂商的激光陀螺仪 ....................................................................................... 11 图表 12：激光陀螺应用实例（F-16 采用的 LN-260） ................................................... 11 图表 13：典型厂商的光纤陀螺仪 ....................................................................................... 12 图表 14：光纤陀螺在国外武器中的用途和数量占比 ....................................................... 13 图表 15：光纤陀螺应用实例（F-35 采用的 H-764G） ................................................... 13 图表 16：加速度计 ............................................................................................................... 14 图表 17：惯性技术发展历史 ............................................................................................... 16 图表 18：陀螺仪发展状况 ................................................................................................... 17 图表 19：我国惯性导航领域的几位开拓者 ....................................................................... 21 图表 20：航天科技集团九院惯性导航产品 ....................................................................... 26 图表 21：33 所平台惯导系统生产线 ................................................................................. 28 图表 22：613 所惯性导航产品 ........................................................................................... 29 图表 23：星网宇达所处的惯性导航业务覆盖范围 ........................................................... 33 图表 24：星网宇达具体产品结构、分类及演进情况 ....................................................... 34 图表 25：我国国防领域惯性导航市场规模估算 ............................................................... 35

惯性导航设备可以为载体提供航向、位置、姿态、速度等基本物理信息，是信息化装备中最核心的传感设备之一。惯性导航设备仅需要敏感地球自转而不需要借助外界任何的光、电、磁信息的机理决定了它的完全自主的特点，是复杂战场环境中保底的导航手段。惯性导航技术是最重要的军用技术之一，可以毫不夸张的说，惯性导航的发展水平直接影响了一个国家的武器装备的先进性。惯性导航产业起步于军用，目前仍主要应用于军用领域。不过随着随着成本的降低和需求的增长，其范围已由原来的舰艇、飞机、航天宇航、制导武器、战车等军用或军民两用领域，扩展到大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等民用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。

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我国从事惯性技术产品研发及生产的企业主要为航天科工 33 所、航天科技九院、航空 618 所、船舶 707 所、兵器导控所等军工科研院所。它们主导了国防领域惯性导航设备的市场竞争格局。此外，国防科技大学、清华大学、北京航空航天大学等高校也是我国惯性导航领域重要的研制力量。

根据测算，我国军用惯性导航每年的市场规模约在 130 亿元左右。随着我国舰船、导弹、军机等持续量产，我国惯性导航市场的规模有望继续增长。 目前我国惯性技术民用市场主要集中于导航、测绘、石油勘探、应急通讯、智能交通等领域。民用市场已进入市场化竞争阶段，各企业面向市场自主经营与竞争。我国惯性技术民用产业化应用起步较晚，目前在民用市场上从事惯性组合导航和惯性测量的民营企业总体上由于技术积累不足，规模偏小，整体行业集中度不高，市场中高低端产品的发展不均衡。

对应上市公司层面，航天电子及其大股东航天九院下属 13 所等是惯性导航板块的龙头，收入规模最大；中航电子旗下有三个航空领域的惯性导航配套企业，并且作为中航工业航电板块五大研究所之一、航空系统惯导国家队 618 所目前由中航电子托管；北方导航及其大股东兵器工业集团导航子集团下属的导控所涉及惯性导航系统；晨曦航空、耐威科技、星网宇达作为惯性导航领域的民参军上市公司，各自均具有一定的研发实力。

1、惯性导航概述 1.1、惯性导航定义

惯性导航系统（INS）是一种自主式的导航设备，能连续、实时地提供载体位置、姿态、速度等信息；特点是不依赖外界信息，不受气候条件和外部各种干扰因素。

惯性导航及控制系统最初主要为航空航天、地面及海上军事用户所应用，是现代国防系统的核心技术产品，被广泛应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克等国防领域。随着成本的降低和需求的增长，惯性导航技术已扩展到大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。

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惯性导航为高新尖端技术,世界上只有为数不多的国家有能力研制惯性技术产品。由于惯性导航系统具有自主性、隐蔽性、抗干扰、导航信息连续性等独特优点,是众多武器系统必备导航设备,在国防科技中占有重要地位,是衡量一个国家科学技术和军事实力的重要标志之一。

图表 1：惯性导航应用领域

不同领域使用惯性传感器的目的、方法大致相同，但对器件性能要求的侧重各不相同。从精度方面来看，航天与航海领域对精度要求高，其连续工作时间也长；从系统寿命来看，卫星、空间站等航天器要求最高，因其发射升空后不可更换或维修；制导武器对系统寿命要求最短，但可能须要满足长时间战备的要求。涉及到军事应用等领域，对可靠性要求较高。

1.2、惯性导航工作原理

惯性导航系统是一种自主式的导航方法，它完全依靠载体上的设备自主地确定载体的航向、位置、姿态和速度等导航参数，而不需要借助外界任何的光、电、磁等信息。惯性导航是一门涉及精密机械、计算机技术、微电子、光学、自动控制、材料等多种学科和领域的综合技术。其基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度、角加速度，将它对时间进行一次积分，求得运动载体的速度、角速度，之后进行二次积分求得运动载体的位置信息，然后将其变换到导航坐标系，得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置信息等。

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图表 2：惯性导航系统原理框图

1.3、惯性导航系统分类

惯性导航系统根据陀螺仪的不同，可分为机电（包含液浮、气浮、静电、挠性等种类）陀螺仪、光学(包含激光、光纤等种类) 陀螺仪、微机械（MEMS）陀螺仪等类型的惯性导航系统。

图表 3：根据陀螺仪不同的惯性导航系统分类

根据惯性导航系统的力学编排实现形式又可以分为：平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统。

平台式惯性导航系统是将陀螺仪和加速度等惯性元件通过万向支架角运动隔离系统与运动载物固联的惯性导航系统。，其惯性测量装置（加速度计和陀螺仪）安装在机电导航平台上，以平台坐标系为基准，测量运载体运动参数。平台式惯

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