惯性导航分类、应用领域、产业链、竞争格局与发展趋势如何？

惯性导航广泛应用于军民多个领域。

1. 惯性导航是最主要的自主导航方式

导航按方式可分为自主式和非自主式两大类。自主导航指运动载体在不依赖 外部支持的情况下，仅利用自身携带的测量设备实时确定自身的位置、姿态和速 度，例如惯性导航、多普勒导航和天文导航等。非自主导航指由导航设备通过无 线电等遥控手段对飞行器进行导引的方法，如卫星导航、无线电导航、雷达导航 等。自主导航在提高载体拒止环境下生存能力和满足任务特殊阶段导航需求等多 方面具有明显优势，广泛应用于航天器、航空器、舰艇、车辆、单兵等场景。 惯性导航技术的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量运动载体 在惯性参考系的角速度和加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标 系中，进而通过运算得到运动载体在导航坐标系中的速度、位置及姿态等信息。 基于该技术的惯性导航系统可装备于运动载体（如飞机、船舶等）并用于对其实 现导航定位，系统通过连续测得运载体角速度和线速度后通过积分运算可推算出 其下一点的位置，因此可连续测出运动载体的当前位置。

惯性导航系统以其具有的独立性、自主性，被普遍应用于运动载体的位姿检 测与导航控制。惯性导航不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量。与卫星导航技术相比较，惯性导航具有隐蔽性好，不受外界电磁干扰的影响，可全天候、全 球、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下，能提供位置、速度、航向和姿态 角数据，产生的导航信息连续性好而且噪声低，数据更新率高、短期精度和稳定 性好等优势。 目前组合导航技术有惯性/卫星/雷达、惯性/卫星、惯性/卫星/红外、惯性/卫 星/毫米波等。由于惯性和卫星的组合可扬长避短、全面可靠，因此惯性/卫星组 合导航技术是导航制导领域内的主流方案之一。

2. 惯性导航在军品中广泛应用于各类武器装备

惯性导航及控制系统是现代国防系统的核心和关键技术产品，被广泛应用于 军用飞机、导弹、舰艇、核潜艇及坦克等领域。 航空领域：航空惯性导航系统是应军用飞机的需要发展起来的。惯性导航在 军用飞机上的应用始于 20 世纪 60 年代，美国第二代超声速战斗机 F104 装备了 平台式液浮陀螺仪惯性导航系统。随着成本更低、性能更好的动力调谐陀螺仪研 制成功，20 世纪 70 年代开始，第三代战斗机（F14/15/16 和 Su-27 等）装备的大 多为动力调谐陀螺仪惯性导航系统。美国现役主流战机包括 F-22 和 F-35 等，则 基本采用环形激光陀螺仪捷联式惯性导航系统。2020 年，我国军用飞机惯导系统 市场空间约 25 亿元。

精确制导武器领域：惯性技术是导弹和制导弹药最常采用的制导技术之一。 根据理工导航招股说明书的测算，2020 年，惯性导航系统在导弹和制导炸弹领域 的市场空间约 77 亿元。我们认为，随着近几年军工行业的较快发展，该市场空 间有望保持较快增长。 航天领域：惯性导航广泛应用于运载火箭、卫星、飞船等多个航天领域，2020 年，航天领域航天惯导市场空间约 6.24 亿。随着近年来国内航天活动持续增长， 该领域惯导需求也有望保持较快增长。 陆战领域：陆用惯性导航系统是应现代地面战争条件下新的作战方式的要求 而产生的。这种作战方式要求部队能在广阔的作战地域内快速准确机动，并能够 迅速投入战斗，要求坦克、装甲战车等地面作战平台不仅要具有高机动性和运动中射击能力，还能够随时掌握自己、友军、敌军的位置以便协同作战；要求自行 火炮之类的作战车辆必须具备频繁且随机地机动与快速瞄准射击的能力，并能够 迅速转移到新的射击阵地。所有上述特征都需要地面作战平台具备地面自主导航 能力，即在复杂的战场环境下，在无法依赖外部信息的条件下能够自主实时测量 自身位置的变化，准确确定当前的位置，精确保持动态姿态基准。2020 年，陆军 装甲车辆惯导系统的市场空间约 8.72 亿元。

舰用领域：航海领域惯性系统的研制和发展源自潜艇的装备需要，其作用是 为长期在水下潜航的潜艇连续提供安全航行和发射导弹所需的导航参数和艇体 运动参数。潜艇采用惯性导航技术可以增强长时间隐蔽性，也可提高导弹发射的 命中概率。此后，随着惯性导航系统成本的不断降低和中等精度舰船惯性导航系 统的出现，许多载有导弹武器的水面舰艇也装备了惯性导航系统。2020 年，我国 海军舰船惯导系统市场空间约 4.8 亿元。

3.惯性导航在民品中广泛应用于无人机、智能驾驶等领域

无人机：惯性技术在无人机上的应用，主要是利用新型惯性器件及捷联惯性 导航技术为无人机提供精确的速度、位置、姿态等信息，从而实现其精确的导航 定位。目前无人机在军事领域的应用最为成熟，同时随着人们对无人机认知程度 的加深，其在遥感测绘、边海防、森林防火、管道巡线、应急救灾、警务执法等 民用领域呈现出迅猛的发展态势。据艾瑞咨询预计，2025 年中国民用无人机市场 规模将超过 700 亿元，其中航拍及娱乐 300 亿元，农林植保 200 亿元，安防 150 亿元，电力 50 亿元，其它 50 亿元。保守按照惯性产品价值占比 10%估算，2025 年中国民用无人机领域惯性导航产品市场空间可达 70 亿元以上。

智能驾驶：惯性导航具有输出信息不间断、不受外界干扰等独特优势，可保 证在任何时刻以高频次输出车辆运动参数，为决策中心提供连续的车辆位置、姿 态信息，这是任何传感器都无法比拟的。车用高精度的惯性导航是随着智能驾驶 的兴起新增的市场。根据著名传感器研究机构 Yole development 的估计，自动驾 驶惯性传感器 IMU 的 2018 年的全球市场规模为 1.6 亿美元，预计到 2022 年将 达 9 亿美元。根据惯性导航传感器价格一般是惯性导航系统的 1/5，由此测算自动驾驶领域惯导系统的全球市场空间在 2018 年为 8 亿美元，至 2022 年为 45 亿 美元，对应 2018-2022 年 CAGR 为 54%。

其他还包括石油勘探领域、动中通移动通讯等领域。在资源勘探领域的钻探 开采中，需要测量井身轨迹和钻头的实际位置，从而保证井深达到预定位置，尤 其是石油勘探行业，对斜度和方位的测量有着更高的要求，惯性基石油测斜仪是 国际钻井中普遍采用的先进测量仪器。“动中通”是指通过天线基座对天线进行 动态调整，使平台保持和通讯卫星相对稳定的状态，从而保证通讯质量。惯性传 感器是动中通的核心部件，在车辆运动过程中根据惯性测量信息自动控制天线的 方位、仰角和极化角，确保天线的波束中心始终精确指向卫星。

4.惯导产业链

惯性导航产业链的供给端主要分为器件制造、模块组装和软件设计、系统集 成三个层级。产业链上游主要包括电子元器件、惯性器件和其他参考信息设备； 产业链中游主要包括信息采集处理模块、测量单元模块和卫星测姿模块，以及对 各模块进行系统集成和软件设计等工作；产业链下游即需求端，包括了军用领域 和民用领域的各大终端客户。

产业链上游惯性器件研发和制造难度大，价值也相对较高。目前我国在中低 端陀螺仪层面已基本实现了国产化，部分高端陀螺仪仍依赖进口。 产业链中游主要根据下游客户的需求，对上游器件厂商生产的标准化惯性器 件进行惯性技术测试等相关工序，根据参数及目标工作环境调整惯性技术系统以 对惯性器件进行纠偏、补偿等，集成相关功能性芯片、基础元器件等工序，并选 用适当算法、参数，开发适合客户行业及工作特点的软件，最终集成为能够让下 游终端用户直接应用的惯性技术产品。 产业链下游面对行业客户需求，满足军用、民用不同领域客户对惯性导航系 统性能的要求。惯性导航技术作为国防关键技术，是武器装备信息化的主要支撑 技术之一，是提高我军作战能力的关键因素。同时，随着惯性技术的不断发展， 其在民用领域展现出巨大的发展空间，许多国家已将其应用到民用航空、船舶、 地面车辆、大地测量、地质勘探、海洋探测、气象探测、高层建筑、桥梁和隧道 等诸多领域。

5.竞争格局：参与者众多，科研院所一般具有多种惯导能力

惯导系统应用广泛，市场参与者也非常多。各军工集团一般都有相应的科研 院所或厂从事惯导系统研制生产，而且科研院所一般具有多种惯导的生产能力。 以航天 33 所为例，2022 年 11 月 8 日，中国航天科工三院 33 所携机载惯性导航 系统、水面/水下平台惯导系统、陆用定位定向系统、伺服系统等多个系列近 20 件产品首次集中亮相第十四届中国国际航空航天博览会，包括石英加速度计、 MEMS 陀螺仪、激光陀螺仪、光纤陀螺仪、挠性陀螺仪等多种惯性器件。 伴随着惯导系统市场空间日益增大，行业竞争也不断加剧，军工行业配套模 式已由过去的定点配套进入当前的充分竞争择优模式，民营企业越来越多的参与 到惯导系统产业链各个环节中。

6.低成本是重要趋势，驱动产业链纵向一体化发展

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。 低成本要求驱动惯导产业链纵向一体化发展。以理工导航为例，其部分陀螺仪 采用外购形式获得，公司拟通过全资子公司七星导航开展光纤陀螺仪生产建设项 目，增加公司新的盈利点，进一步提高公司的持续盈利能力。长盈通具备了“环-纤-胶-模块-设备”一体化微型产业链，打通了上下游产业链，实现产业协同发展， 具备较强成本控制能力和产业扩展能力。