惯性导航行业分析报告 2022年惯性导航行业发展前景及规模分析.docx

惯性导航行业分析报告 2022年惯性导航行业发展前景及规模分析定义惯性导航系统是一种利用安装在运载体上的陀螺仪和加速度计来测定运载体位置的一个系统。通过陀螺仪和加速度计的测量数据，可以确定运载体在惯性参考坐标系中的运动，同时也能够计算出运载体在惯性参考坐标系中的位置。不同于其他类型的导航系统，惯性导航系统是完全自主的，它既不向外部发射信号，也不从外部接收信号。惯性导航系统必须精确地知道在导航起始时运载体的位置，惯性测量值用来估算在启动之后所发生的位置变化。按照构建导航坐标系方法的不同，惯性导航系统可划分为平台式惯性导航和捷联式惯性导航两类。平台式惯性导航采用物理平台模拟导航坐标系统，即将加速度计安装在由陀螺仪控制的稳定平台上，使平台始终保持导航坐标系姿态不变。平台式惯性导航通过加速度计测量加速度，传送至导航计算机中，导航计算机从中解算分离出有害加速度并将指令角速度反馈至陀螺仪，用以补偿地球转动引起的陀螺自转轴表观运动。陀螺仪输出角速度通过修正回路修正后，输出平台施矩至稳定平台。稳定平台以此调整自身姿态，并将姿态参数传送回导航计算机最终计算出运载体的速度、位置以及姿态、航向等信息。捷联式惯性导航采用数学算法确定导航坐标系，即将加速度计和陀螺仪直接安装在运载体上，陀螺仪用以计算运载体相对导航坐标系的姿态变化,加速度计经姿态变化后解算至导航坐标系内，得出姿态矩阵C(bp)，从而得到运载体坐标系加速度a(p)及方向余弦元素，从而确定运载体的速度、位置以及姿态、航向等信息。2021年中国惯性导航行业发展概况随着MEMS技术的发展，惯导产品的成本逐渐降低，惯性导航技术在民用领域也开始被广泛使用，包括大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道乃至手机、VR/AR设备、可穿戴设备、工业和家用机器人、摄像机、儿童玩具等。受益于各类飞行器数量的增加、对导航精度的要求提高以及部件的微小型化和低成本等因素，我国惯性导航系统行业市场规模快速增长，从2016年的116.4亿元增长到了2019年的173.9亿元。一方面在原有应用领域正呈现不断纵向深化的趋势；另一方面地下管线测绘、室内外无缝导航、移动测量、地质灾害监测、消费电子等新兴应用领域不断涌现，横向扩张趋势明显，中国惯性导航系统行业市场规模将不断增长，预计到2022年将达到279.7亿元。目前军事领域仍是惯性导航行业的最主要应用领域，目前我国军费开支保持较快增长，2021年中国今年的国防支出为13553.43亿元人民币（约2090亿美元），比2020年增长6.8。我国的国防支出占GDP比例仅为1.9%，与世界主要国家相比明显偏低，具有合理的快速增长空间。军改完成以后，解放军有重塑武器装备和国防信息化装备的需求，形成了军委管总、战区主战、军种主建的格局，这推动解放军由数量规模型向质量效能型转变，制导化弹药装备需求快速增加。军费开支增加将推动我国惯性导航行业行业发展。中国惯性导航行业发展中存在的问题(1）惯性导航平台管理水平落后没有解决惯性导航生产商和消费者之间的天然矛盾。部分惯性导航企业对加盟者审核不严格，导致服务水平层次不齐。惯性导航行业的利润主要来自压缩原材料，严重影响产品和服务质量。( 2)行业本身局限性惯性导航属于低频率，要求高，服务周期长的行业，消费行为不能随时发生，频次高且要求高。惯性导航传统行业通过中间信息不对称赚钱模式价格透明，缺乏盈利点。(3 )行业服务无序化惯性导航行业标准不成体系,服务质量很大程度上依赖于设计等个人等个人能力，难以规划管理与复制。惯性导航行业服务质量难以控制，导致质量问题频发。监管缺失，严重影响用户体验。(4)供应链整合度低惯性导航行业供应链涉及品类繁多，小型企业难以为继，初期投入过大，打不起价格战惯性导航行业产品标准化程度低，导致生产周期长且成本高。(5)研发设计能力不足惯性导航行业研发设计人才供需失衡无法满足用户个性化需求。惯性导航行业设计与市场需求不符,交付给消费者的设计产品匹配性不足。2017-2022年惯性导航行业市场规模及增速统计数据显示，2017年中国惯性导航市场规模152.06亿元，2021年中国惯性导航市场规模251.66亿元。2017-2022年中国惯性导航市场规模如下：图表：2017-2022年中国惯性导航市场规模2022-2028年中国惯性导航行业发展趋势1）惯性导航技术基础研究进步明显近年来，在惯性导航系统方面，通过深入研究相关理论及误差机理，我国相关产品综合技术水平近年来取得了显著进步，在许多领域得到了推广应用，今后还需在产品的环境适应性、产品一致性、参数长期稳定性等方面不断改进，同时着力提高惯性仪表水平，加大对系统误差机理与建模、误差系数精确标定、快速对准、先进导航算法与最优滤波等技术的研究力度，尤其是惯性导航/卫星导航深组合、地磁场及重力场匹配定位等导航技术方面。2）惯性导航技术向高性能、低成本和小型化方向发展随着惯性技术不断发展，惯性仪表与惯性系统技术主要向着高性能、低成本和小型化方向发展，分别满足战略武器的高精度需求、各种常规运载体导航及稳定平台的高动态与高可靠性需求、民用市场的低成本与大批量需求等不同需求。3）测试技术、新器件和新材料是重要研究方向测试技术是准确标定惯性仪表及系统误差系数、提高惯性系统使用性能的关键技术，深入研究误差机理、探索新的测试方法（如国外已有的系统全参数一体化测试方法等）并研制先进而精密的测试设备，是惯性技术持续发展的重要基础和保障。试验技术是验证、确认惯性技术产品性能的主要途径, 尤其是各类地面的精度或环境试验、实物/半实物仿真试验等, 是确保航空、航天产品性能天地一致性并最终完成任务的关键环节。因此不断提高测试和试验技术水平是惯性技术发展的一个重要趋势。采用新器件、新材料向来是提高惯性仪表及系统性能的重要手段，如比热、比刚度特性优异的铍材的应用，使转子式陀螺和惯导平台系统的性能大幅提升；美国 GP-B 探测卫星用于验证广义相对论效应，所用静电陀螺的球体采用纯天然熔融石英后，精度指标达到前所未有的 10-11°/h 的水平；光纤陀螺目前正逐渐采用光子晶体光纤等新材料。图表：中国惯性导航行业发展趋势资料来源：惯性导航行业市场前景如何？