惯性导航设备可以为载体提供航向、位置、姿势、速度等基本物理信息，是信息设备的核心传感设备之一。

惯性导航技术是最重要的军事技术之一。可以毫不夸张地说，惯性导航的发展水平直接影响到一个国家武器装备的先进性。

随着成本的降低和需求的增长，惯性导航的应用范围已扩展到民用领域，甚至广泛应用于机器人、摄像头和儿童玩具。据估计，我国军用惯性导航的年市场规模约为130亿元。再加上民用领域的不断扩大，我国惯性导航的市场前景是不可估量的。

一、惯性导航简介

惯性导航系统（INS）是一种能够连续、实时地提供载荷的独立导航设备 ** 位置、姿势、速度等信息；其特点是不依赖外部信息，不受气候条件和各种外部干扰。

惯性导航和控制系统最初主要用于航空航天、地面和海上军事用户。它是现代国防系统的核心技术产品，广泛应用于飞机、导弹、船舶、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地球测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商业领域，甚至广泛应用于机器人、摄像头和儿童玩具。

二、惯性导航的基本构成

惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、显示器等组成。惯性测量装置由加速度计和陀螺仪两个核心惯性元件组成。

陀螺仪

根据陀螺仪的不同，惯性导航系统可分为机电陀螺仪（包括液浮、气浮、静电、柔性等）、光学陀螺仪（包括激光、光纤等）、微机械（MEMS）陀螺仪等类型的惯性导航系统。

传统意义上的陀螺仪是安装在框架中绕转体的对称轴高速旋转的物体。由于光学，MEMS 在陀螺仪的开发中引入了其他技术，现在习惯上将能够完成陀螺功能的装置统称为陀螺仪。

陀螺仪种类繁多，根据其精度范围大致可分为超高精度陀螺仪、中高精度陀螺仪和低精度陀螺仪。

超高精度陀螺仪的精度范围为10-6o/h~5*10-4 o/h,主要包括液浮陀螺、静电陀螺等，目前最高精度的陀螺仪是静电陀螺仪。

5*10-4o/中高精度陀螺仪精度范围h~10-1 o/h,目前，最有前途的陀螺仪是光学陀螺仪。激光陀螺仪属于第一代光学陀螺仪，光纤陀螺仪属于第二代光学陀螺仪。近年来，由于光纤陀螺仪在精度、性能和尺寸上具有更大的潜力，越来越受到各国军方的青睐。

低精度陀螺仪精度范围超过10-1o/h,MEMS目前发展前景良好 陀螺仪，虽然精度低，但价格低，使其具有广阔的应用前景。

据MIT Draper 微机电/微光机电陀螺在2020年占据了中低精度应用领域，实验室预测了美国下一代惯性传感器的发展和应用。

加速度计

加速度计是惯性导航系统的另一个核心部件。加速度计是一种惯性装置，用于感知运动载体沿一定方向的比力，可以测量加速度和重力，从而计算载体的速度和位置。

目前比较成熟的加速度计包括液浮摆式加速度计、柔性摆式加速度计、石英振梁加速度计和MEMS 加速度计等。液浮式加速度计、柔性加速度计技术已经非常成熟，部分领域仍在应用中，石英振梁加速度计广泛应用于高精度领域，MEMS 在中低精度领域，加速度计发展迅速。

随着新材料和新检测机制的不断出现，高精度、智能的MEMS 未来加速度计将得到更广泛的应用。其中，MEMS与微光学技术的结合——MOEMS 将成为惯性传感器的研究热点。

三、全球市场格局:美国绝对领先，中国仍然是第三梯队

预计全球惯性导航市场规模预计预计 2020 年将达到88.7 亿美元，2016-2020 年复合增长率为13.81%。根据MarketsandMarketss 在2016 2015-2020年1月发布的预测报告受益于飞机数量的增加、导航精度的提高以及零部件的小型化和低成本 全球惯性导航市场年增长率为复合年(CAGR)以13.81%的速度增长，由2015年的46.4 2020年，亿美元增加到2020年 88.7亿美元。

全球惯性技术开发分为四个层次，目前我国排名第三，具有部分研发能力。根据美国国防部的统计数据，美国国防部将从事惯性技术研发的国家分为 4 一级：美国、英国、法国属于第一级，完全具有自主研发惯性技术能力；俄罗斯、德国、以色列、日本属于第二级，具有大部分自主研发能力；中国、澳大利亚、加拿大、瑞典、乌克兰属于第三级，具备部分研发能力；韩国、印度、巴西、朝鲜、瑞士、意大利等属于第四级，惯性技术研发能力相对有限。

霍尼韦尔、诺格和法国的赛峰是全球惯性。目前，美国主要包括霍尼韦尔、大西洋惯性系统，亚诺德半导体(ADI)和吉尔福特等。；法国主要包括赛峰，iXblue、泰雷兹集团等。其他国家的主要包括英国BAEE ；；俄罗斯物理光学、陀螺仪光学、拉明斯克仪表厂和Optolink；日本航空电子工业，三菱精密；挪威Sensonoror； 等。

四、国内惯性导航产业格局

惯性导航产业链主要分为两个层次：设备制造、模块组装和软件设计。在产业链上游，惯性导电系统元件主要包括电子元件、惯性元件等参考信息设备；产业链中游的主要产品包括信息采集处理模块、测量单元模块和卫星测量模块，以及系统集成和软件设计。

惯性设备是惯性系统领域制造难度最大、价值比例最高的核心设备，但毛利率低于中游。产业链上游惯性设备的研发和制造难度最大，价值相对较高，但毛利率低于中游模块组装和软件设计。

目前，我国中低端陀螺仪已基本定位，高端陀螺仪仍依赖进口。对于精度需求低的民用惯导系统，上游陀螺仪供应充足，价格稳定。

民营企业大多集中在中游。产业链中游主要根据下游客户对惯性产品的需求和实际工作环境，对上游厂家生产的标准化惯性设备进行惯性技术等相关工序，并根据参数和目标工作环境调整惯性技术系统，对惯性设备进行纠正和补偿，结合相关功能芯片和基本元件的集成。并选择适当的算法和参数，开发适合客户行业和工作特点的软件，最终集成系统，形成惯性技术产品，可直接应用于下游终端用户。

下游应用领域包括军民两部分。国内军工企业基本占领军事市场，民营企业集中在民用市场。

在军事领域，惯导系统应用于船舶、航空飞机、航天飞机、制导武器、陆地车辆、机器人等设备。中国军工企业具有惯性技术全产业链的生产能力，大部分军事惯性市场被军工企业占据。

民用市场包括地球测量、石油钻井、电子交通、汽车安全、消费电子等领域，只有耐威技术 MEMS MEMS传感器(含陀螺仪)的生产能力 传感器的生产具有规模效应，规模越大，成本越低，竞争力越强。

五、惯性导航下游应用市场

目前，军事惯性技术主要向高性能、高可靠性发展，而民用市场则向高精度、低成本、小型化方向发展。

我国惯性传感器的研究和制造实力主要集中在军事企业，民营企业主要参与中游惯性导体系的设计和制造。

军用市场

我国军用飞机惯导系统的市场空间每年约为25亿元。根据 World Air Force 据估计，中国各种在役军用飞机的合同共计3万架 架。按照四年惯导系统更换周期计算，每年将有750 架飞机更新惯导系统；在新需求方面，每年新增约90台 架设各种军用飞机；根据每架飞机的主辅两套惯导系统，每套惯导系统150套 按1万元的价格计算，中国军机惯导系统的年需求约为1680元 市场空间约25.2亿元。

惯性导航系统在精确制导武器导弹和制导炸弹领域的市场空间约为68亿元。目前，我国军队正在进行国防现代化建设，装备支出比例可能会增加。按照2018 35%的国防支出计算为装备支出，约为3874.5 亿人民币。参照美国导弹和弹药申请资金占总采购资金的8.7%，预计中国各类导弹市场规模约为340亿元，制导系统约占总成本的40%，导弹武器制导系统的市场空间为136 亿元左右。惯性技术作为导弹和制导弹药中最常用的制导技术之一，预计其在制导系统中的比例为1/2。

航天领域的航天惯导市场空间约为6.24亿。2017年，中国航天器发射次数为18次，航天器发射次数为34次。根据运载火箭和卫星的需要，每年至少需要208套惯性测量单元。按每套300万元计算，年市场空间约为6.24亿元。

陆军装甲车辆惯导系统的市场空间约为每年陆军装甲车辆 8.72 亿元。除了主战坦克和装甲步兵车辆外，我国还将进入牵引火炮、自行火炮、自行火箭炮车等装甲车辆装备的更新过程。预计未来装备支出增速略高于军费支出。按年度10%计算，年更换量约为1万 每年陆军装甲车辆总数约为2180辆 根据每套惯导系统40辆 万元计算，每年的市场空间约为8.72 亿元。

海军舰船中国海军舰船惯导系统每年的市场空间约为 4.8 亿元。目前，中国海军装备各种作战舰艇约为 260 每艘船装备2 套惯导系统的总需求是520 按惯导系统使用寿命4套左右 年度计算，惯导系统库存替换市场约为130 同时，中国每年增加约15艘大型水面舰艇和潜艇 预计舰载惯性导航系统每年需要30套，总需要160套 套，每套惯导系统3000 按万元计算，海军舰船惯导系统的年市场空间约为4.8 亿。

民用市场

无人机领域。根据艾瑞咨询公司的预测，2025年 年中国民用无人机市场规模将超过 700 1亿元，包括航拍和娱乐 300 1亿元，农林植保 200 亿元，安防 150 亿元，电力 50 亿元，其它 50 亿元。保守按惯性产品的价值比例保守 10%估算，2025 中国民用无人机领域惯性导航产品的市场空间 70 亿元以上。

电子和汽车消费领域。2020 年我国 MEMS 惯性传感器市场将实现 150亿。

石油勘探领域。根据近年来石油和天然气固定资产投资完成额的增长率计算，2018年市场空间约为16 1亿左右。据估计，石油勘探市场的年空间约为14亿。

电子路考领域。截至2017年 年6 16743月底，中国共有驾校 教练车达75 一万辆左右。按每个系统的单价。 7000 10%的教练车安装了智能驾驶考试系统，市场空间约为9.24 1亿。对于智能驾驶考试系统，其使用寿命一般为3-5 据估计，驾驶考试系统的年使用空间约为2.3 亿左右。

移动通信领域。截至2018 年2 月9 中国共有28766天 县级行政区近3万个 武警中队30000 个县级局和1800 若各部门配置2个政府应急管理部门(包括政务、地震、水利、交通等) 车载动中通设备的市场需求达到1.5 根据伦敦国际战略研究所的统计，船载动中通的需求来自海警和海监船。中国海警有370 海监有4000艘船 剩下的执法船，那么市场空间也有近千套。根据星网宇达招股说明书，动中通的单价约为30~60 一万套，按45套 计算万/套，整体市场空间72 亿以上。

高速铁路领域。2018年至2020年轨道检车需求约为 625 平均每年市场空间约为1.77 亿左右。

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