2021年中國(guó)慣性導(dǎo)航市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與未來(lái)規(guī)劃分析

提示：平臺(tái)式慣性導(dǎo)航采用物理平臺(tái)模擬導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)，即將加速度計(jì)安裝在由陀螺儀控制的穩(wěn)定平臺(tái)上，使平臺(tái)始終保持導(dǎo)航坐標(biāo)系姿態(tài)不變。平臺(tái)式慣性導(dǎo)航通過加速度計(jì)測(cè)量加速度，傳送至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)從中解算分離出有害加速度并將指令角速度反饋至陀螺儀，用以補(bǔ)償?shù)厍蜣D(zhuǎn)動(dòng)引起的陀螺自轉(zhuǎn)軸表觀運(yùn)動(dòng)。

慣性導(dǎo)航是通過測(cè)量加速度來(lái)解算運(yùn)載體位置信息的自主導(dǎo)航定位方法。按照構(gòu)建導(dǎo)航坐標(biāo)系方法的不同，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可劃分為平臺(tái)式慣性導(dǎo)航和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航兩類。

平臺(tái)式慣性導(dǎo)航采用物理平臺(tái)模擬導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)，即將加速度計(jì)安裝在由陀螺儀控制的穩(wěn)定平臺(tái)上，使平臺(tái)始終保持導(dǎo)航坐標(biāo)系姿態(tài)不變。平臺(tái)式慣性導(dǎo)航通過加速度計(jì)測(cè)量加速度，傳送至導(dǎo)航計(jì)算機(jī)中，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)從中解算分離出有害加速度并將指令角速度反饋至陀螺儀，用以補(bǔ)償?shù)厍蜣D(zhuǎn)動(dòng)引起的陀螺自轉(zhuǎn)軸表觀運(yùn)動(dòng)。陀螺儀輸出角速度．通過修正回路修正后，輸出平臺(tái)施矩至穩(wěn)定平臺(tái)。穩(wěn)定平臺(tái)以此調(diào)整自身姿態(tài)，并將姿態(tài)參數(shù)傳送回導(dǎo)航計(jì)算機(jī)．最終計(jì)算出運(yùn)載體的速度、位置以及姿態(tài)、航向等信息。

捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航采用數(shù)學(xué)算法確定導(dǎo)航坐標(biāo)系，即將加速度計(jì)和陀螺儀直接安裝在運(yùn)載體上，陀螺儀用以計(jì)算運(yùn)載體相對(duì)導(dǎo)航坐標(biāo)系的姿態(tài)變化,加速度計(jì)經(jīng)姿態(tài)變化后解算至導(dǎo)航坐標(biāo)系內(nèi)，得出姿態(tài)矩陣C(bp)，從而得到運(yùn)載體坐標(biāo)系加速度a(p)及方向余弦元素，從而確定運(yùn)載體的速度、位置以及姿態(tài)、航向等信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)分類及其基本情況類型體積成本計(jì)算量主要應(yīng)用級(jí)別定位誤差典型值定向誤差典型值技術(shù)特征環(huán)境適應(yīng)性發(fā)展前景平臺(tái)式慣性導(dǎo)航引入物理平臺(tái)，體積大高小中高導(dǎo)航級(jí)、運(yùn)動(dòng)隔離1-2海里/小時(shí)0.1°-0.2°機(jī)電一體化系統(tǒng),內(nèi)含3-4個(gè)實(shí)體框架抗振、抗沖擊能力有限局部被淘汰，市場(chǎng)萎縮捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小低大，需使用激光陀螺儀各導(dǎo)航級(jí)、穩(wěn)定控制<1海里/小時(shí)0.05-0.1°電子數(shù)字化系統(tǒng)，內(nèi)部沒有活動(dòng)部件抗振、抗沖擊能力強(qiáng)主流應(yīng)用形勢(shì)數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2019年，我國(guó)慣性導(dǎo)航行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為172.7億元，較上年同比增長(zhǎng)2.2%；2020年，我國(guó)慣性導(dǎo)航行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為**億元，較上年同比增長(zhǎng)**%。2015-2020年我國(guó)慣性導(dǎo)航行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及增速

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一、優(yōu)勢(shì)分析

（1）慣性導(dǎo)航優(yōu)勢(shì)包括隱蔽性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、數(shù)據(jù)精確等。隱蔽性強(qiáng)：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是完全意義上的自主式導(dǎo)航，既不會(huì)影響外界環(huán)境，也不會(huì)受外界電磁場(chǎng)干擾?；谶@一點(diǎn)，在國(guó)防軍事等高機(jī)密領(lǐng)域中，慣性導(dǎo)航是非常合理的一項(xiàng)選擇。

壽命長(zhǎng)：慣性導(dǎo)航的出錯(cuò)率極低，可以長(zhǎng)時(shí)間在天空、地面及水中工作，此外慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的續(xù)航時(shí)間也較長(zhǎng)，幾乎可以全天候地在野外開展導(dǎo)航工作。

數(shù)據(jù)精確：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠根據(jù)測(cè)量的少量狀態(tài)信息推導(dǎo)出位置、速度、航行角等眾多準(zhǔn)確的信息，并且可以在一定時(shí)間內(nèi)有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和一致性。慣性導(dǎo)航優(yōu)勢(shì)分析

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（2）全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)+慣性測(cè)量單元(IMU)是最常見的慣性導(dǎo)航組合方案。GNSS在衛(wèi)星信號(hào)良好時(shí)可提供厘米級(jí)定位，但在地下車庫(kù)等衛(wèi)星信號(hào)微弱的場(chǎng)景下，其定位精度會(huì)大幅下降。IMU即使在復(fù)雜工作環(huán)境中或極限運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下也可進(jìn)行準(zhǔn)確定位，但其存在誤差累計(jì)問題。兩者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景和定位精度的互補(bǔ)。此外，GNSS更新頻率低（僅有10Hz，其延遲達(dá)100ms)，不足以支撐實(shí)時(shí)位置更新。IMU的更新頻率>100Hz(其延時(shí)<10ms)，可彌補(bǔ)GNSS的實(shí)時(shí)性缺陷。慣性導(dǎo)航常見組合方案及其互補(bǔ)性

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二、劣勢(shì)分析

發(fā)展至今的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)仍然有不少問題亟待解決，如長(zhǎng)期精度不夠、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、價(jià)格較高等。

長(zhǎng)期精度不夠：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在一定的時(shí)間內(nèi)可以有效地保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，但是從基本原理來(lái)看，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是采用積分，等到一定的時(shí)間后，小的誤差必然會(huì)積累成較大誤差。

啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)：每一次慣性導(dǎo)航系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須要進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)，如果這一步誤差較大，就會(huì)導(dǎo)致積分運(yùn)算出現(xiàn)很大的問題。

價(jià)格較高：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)是建立在各類元器件性能優(yōu)良的基礎(chǔ)上，因此其總體價(jià)格較高。慣性導(dǎo)航劣勢(shì)分析

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三、機(jī)遇分析

（1）板卡是GNSS產(chǎn)業(yè)的核心部件，現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)GNSS板卡國(guó)產(chǎn)替代，相關(guān)企業(yè)下階段市場(chǎng)布局重點(diǎn)向國(guó)際市場(chǎng)轉(zhuǎn)移，在一定程度上促進(jìn)慣性導(dǎo)航行業(yè)發(fā)展。GNSS板卡發(fā)展歷程發(fā)展階段時(shí)間具體情況第一階段2012年之前由于技術(shù)積累及市場(chǎng)成熟度等方面的差異，中國(guó)GNSS企業(yè)規(guī)模小、實(shí)力弱，在芯片、GNSS板卡、天線、導(dǎo)航算法等方面與國(guó)際企業(yè)差距明顯。此階段中國(guó)市場(chǎng)高精度GNSS板卡進(jìn)口依賴度高達(dá)95%，全球高精度GNSS板卡長(zhǎng)期被美國(guó)Trimble公司和加拿大NovAtel公司壟斷;第二階段2013年至今2013年發(fā)改委發(fā)布《促進(jìn)信息消費(fèi)——加快推進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展》，明確提出支持中國(guó)北斗芯片事業(yè)。2015年5月，和芯星通發(fā)布全球首款高精度多模多頻衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)級(jí)SoC芯片NebulasllUC4CO，這也是全球首款全系統(tǒng)多核高精度導(dǎo)航定位SoC芯片，標(biāo)志著中國(guó)GNSS芯片邁入國(guó)際領(lǐng)先水平。此后，國(guó)產(chǎn)GNSS芯片及板卡發(fā)展迅速，并已初步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。截至2018年年底，國(guó)產(chǎn)GNSS芯片在中國(guó)市場(chǎng)占比已超70%，高精度板卡市場(chǎng)占比達(dá)30%。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

（2）慣性導(dǎo)航是L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛等級(jí)汽車的安全防線。隨著L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛汽車的逐步量產(chǎn)，慣性導(dǎo)航需求持續(xù)增長(zhǎng)。慣性導(dǎo)航在自動(dòng)駕駛中的作用

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不同的自動(dòng)駕駛等級(jí)對(duì)慣性導(dǎo)航的要求存在差異，自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展背景下對(duì)慣性導(dǎo)航提出了更高的要求，促進(jìn)慣性導(dǎo)航行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。不同的自動(dòng)駕駛等級(jí)對(duì)慣性導(dǎo)航提出的要求自動(dòng)駕駛等級(jí)產(chǎn)品類別精度要求應(yīng)用場(chǎng)景L3有條件自動(dòng)化慣導(dǎo)+輪速<50cm智能巡航、擁堵巡航、遙控泊車L3-L4高度自動(dòng)化慣導(dǎo)+GNSS+輪速10-30cm城市巡航、高級(jí)擁堵巡航、代客泊車、固定路線泊車L4-L5完全自動(dòng)化慣導(dǎo)+GNSS+輪速+冗余<10cm高度甚至完全無(wú)人駕駛數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

（3）軍用市場(chǎng)是慣性導(dǎo)航最大的下游應(yīng)用市場(chǎng)，其預(yù)算支出的增長(zhǎng)將直接促進(jìn)核心軍用武器部件—慣性導(dǎo)航的需求提升，從而拉動(dòng)我國(guó)慣性導(dǎo)航市場(chǎng)規(guī)模提升。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國(guó)軍費(fèi)預(yù)算為11070億元，較上年同比增長(zhǎng)6%；2019年，我國(guó)軍費(fèi)預(yù)算為11899億元，較上年同比增長(zhǎng)7.5%。2015-2019年我國(guó)軍費(fèi)預(yù)算及增速

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（4）近年來(lái)，我國(guó)多個(gè)政府部門相繼制定慣性導(dǎo)航相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范健康發(fā)展。如2020年2月，發(fā)改委、工信部、科技部、公安部等11個(gè)部委制定《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，提出推動(dòng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，加快北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)在智能汽車相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軍用技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，加強(qiáng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、云控基礎(chǔ)平臺(tái)等在國(guó)防軍工領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用。我國(guó)慣性導(dǎo)航行業(yè)相關(guān)政策類別時(shí)間政策名稱制定部門主要內(nèi)容直接推動(dòng)政策2020.02《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》發(fā)改委、工信部、科技部、公安部等11個(gè)部委推動(dòng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，加快北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)在智能汽車相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軍用技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，加強(qiáng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、云控基礎(chǔ)平臺(tái)等在國(guó)防軍工領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用2016.11《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國(guó)務(wù)院推動(dòng)智能傳感器、電力電子、印刷電子、半導(dǎo)體照明、慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,提升核心基礎(chǔ)硬件供給能力2013.04國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域2014年度備選項(xiàng)目征集指南科技部面向民用慣性導(dǎo)航對(duì)高精度、小體積、低成本陀螺儀的迫切需求，開展基于磁共振的微小型原子自旋陀螺儀關(guān)鍵技術(shù)研究，研制原理樣機(jī)．推動(dòng)中國(guó)高精度慣性導(dǎo)航從光學(xué)陀螺儀向原子陀螺儀的更新?lián)Q代，為中國(guó)量子導(dǎo)航的發(fā)展提供關(guān)鍵支撐行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2006.12《GJB1185A-2005機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通用規(guī)范》國(guó)防科工局規(guī)定了機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱"慣導(dǎo)系統(tǒng)")的技術(shù)要求、質(zhì)量保證規(guī)定和交貨準(zhǔn)備。本規(guī)范適用于設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和交付1989.12《GJB729-1989慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度評(píng)定方法》國(guó)防科工局規(guī)定了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的評(píng)定方法，包括位置、首向、橫搖、縱搖及速度等五個(gè)導(dǎo)航參數(shù)的精度評(píng)定，適用于船艦、飛機(jī)等各類運(yùn)載體間接推動(dòng)政策2016.05《關(guān)于促進(jìn)國(guó)防科技工業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化的若干意見》國(guó)防科工局通過軍用技術(shù)推廣科研計(jì)劃支持軍工技術(shù)轉(zhuǎn)化.建設(shè)軍工科技成果信息與推廣轉(zhuǎn)化平臺(tái)，推動(dòng)軍工技術(shù)特別是民用核能、民用航天、民用飛機(jī)以及具有軍工技術(shù)優(yōu)勢(shì)的智慧產(chǎn)業(yè)、新材料、新能源、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展2016.01《中央軍委關(guān)于深化國(guó)防和軍隊(duì)改革的意見》中央軍委以領(lǐng)導(dǎo)管理體制、聯(lián)合作戰(zhàn)指揮體制改革為重點(diǎn)，協(xié)調(diào)推進(jìn)規(guī)模結(jié)構(gòu)、政策制度和軍民融合深度發(fā)展改革數(shù)據(jù)來(lái)源