惯性导航系统产业链解析:自动驾驶标配,空间有望快速扩大
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发布时间：2024-04-28 19:06
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时间：2024-05-14 17:30
在智能汽车时代的大潮中，车载惯性导航系统（P-Box）扮演着关键角色，由精密的IMU（惯性测量单元）和电源等组成，与全球导航卫星系统（GNSS）联袂，为车辆提供卓越的定位精度。它不仅是智能驾驶的核心组件，已被小鹏、蔚来和华为等企业广泛应用，助力车辆实现自主导航，其隐秘性、广覆盖和短期高精度特性使其在自动驾驶领域展现出巨大潜力，市场前景一片光明。
惯性导航系统凭借其强大的隐蔽性，能在广泛的环境条件下稳定工作，实时提供丰富数据。其中，捷联式惯导因其结构简洁、信息量大，正逐渐取代平台式成为主流。平台式惯导依赖物理平台，虽稳定性高但体积大、成本高昂；平台式又分为空间稳定和当地水平两种类型，以适应不同载体的需求。相比之下，捷联惯导直接固连于载体，对陀螺仪的动态范围和补偿要求更为严格，而其核心在于计算机算法，通过姿态矩阵计算实现高精度导航。
严格的误差系数测试标定是保证惯导系统性能的关键
平台式惯导直观获取姿态航向，捷联式则需通过数学计算实现，工作量大但精度高
IMU，性能基石：技术迭代中的核心元件
IMU，作为惯性导航的灵魂，由3轴陀螺仪与3轴加速度计组成，它测量并解读物体的加速度变化，是系统性能的决定因素。随着技术的不断发展，6轴和9轴IMU分别满足不同精度需求，预计未来市场将以高速增长，2032年市场规模有望突破千亿美元大关。
陀螺仪技术也在持续迭代，从战略级到导航级，有转子、光学、光纤等多种类型。动力调谐陀螺仪因其成本效益和小型化优势，在战术级应用广泛。激光陀螺则以高精度著称，而光纤陀螺因其无机械转动件的特性，成为惯性领域的宠儿。振动陀螺如半球谐振陀螺和MEMS陀螺，各自在特定领域有着发展。
加速度计的选择同样重要，军用石英与消费级MEMS各有其应用领域。石英振梁凭借抗噪能力成为主流工程选择，而MEMS加速度计在消费电子市场的应用日益普及，精度可达战术级。欧美正积极探索更高精度的新型加速度计，如光力学，预示着未来市场的新机遇。
随着无人驾驶汽车需求的增长，车载惯性导航系统市场潜力巨大。预计到2025年，中国L2+级乘用车市场对IMU的需求将显著增加。惯性导航不仅在汽车领域，无人机市场同样受益，导航和定位技术为无人机发展提供了坚实支持。
竞争格局方面，国际巨头如霍尼韦尔和诺格公司凭借其激光陀螺技术在全球市场占据主导，而国内企业如西安飞行自动控制研究所和航天电子等国有企业在研发上取得突破，星网宇达专注于产业化应用，共同推动了整个产业链的发展。
