惯性导航行业发展机遇分析报告.docx

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惯性导航行业发展机遇分析报告

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2017年1月

正文目录

惯性导航概要4

什么是惯性导航？

4

惯性导航具有不可替代性5

核心器件变革打开惯性导航市场空间7

机械→光纤/激光→MEMS7

看好惯性导航在民商用领域的发展前景8

（1）室内导航8

（2）智能仓储9

（3）智能驾考10

惯导在民商用市场有多大？

10

民营惯导企业迎来最好发展机遇11

高进入门槛构筑竞争壁垒11

民营惯导厂商证券化进程显著12

主要公司分析13

网宇达13

耐威科技15

晨曦航空19

七维航测20

星展测控22

图目录

图1:

惯性系统工作原理图4

图2:

耐威科技光纤陀螺产品4

图3:

耐威科技石英加速度计产品5

图4:

惯性组合导航工作原理图7

图5:

AGV车9

图6:

智能驾考模式图10

图7:

全球MEMS传感器市场规模（亿美元）11

图8:

中国MEMS传感器市场规模（亿元）11

图9:

公司16年三季度收入增速反转13

图10:

公司16年三季度净利润增速反转14

图11:

各主要业务占比14

图12:

公司毛利率较高15

图13:

耐威科技2016营收大幅增长16

图14:

耐威科技净利润下滑17

图15:

耐威科技2015年营收构成17

图16:

主要产品毛利率18

图17:

耐威科技外延并购18

图18:

晨曦航空收入利润19

图19:

晨曦航空收入拆分20

图20:

七维航测发展大事件21

图21:

七维航测收入利润状况21

图22：

七维航测收入拆分22

图23:

公司动中通及系列产品23

图24：

星展测控收入利润状况23

图25：

星展测控收入拆分24

表目录

表1:

惯性导航应用领域5

表2:

惯性导航和卫星导航对比6

表3:

陀螺仪主要类型8

表4:

惯性导航产品的主要市场参与者12

表5:

惯导上市民营企业13

表6:

公司募投项目15

表7:

公司募投项目20

惯性导航概要

什么是惯性导航？

惯性导航是以牛顿运动力学定律为基础的导航技术，其通过感知物体运动时的角速度和加速度、并辅以算法计算来实现定位。

惯性导航的核心器件为陀螺仪和加速度计，陀螺仪用于感知物体运动的角度变化，加速度计用于感知物体运动的速度变化，二者辅以时间维度进行运算后可得出物体相对于初始位置的偏离，进而获得物体当前的位置、包括姿态信息。

图1:

惯性系统工作原理图

图2:

耐威科技光纤陀螺产品

图3:

耐威科技石英加速度计产品

惯性导航具有不可替代性

即使在卫星导航大规模应用的今天，惯性导航仍具有不可替代性。

惯性导航最初应用于航空航天和国防装备领域，随着核心部件的技术升级和成本的降低，目前惯导已逐渐拓展至工业、民用消费领域，虽然惯导的应用领域在不断扩展，但其在航天国防领域仍具有不可替代的重要地位，这主要是由惯导独特的性质决定的。

表1:

惯性导航应用领域

抗干扰性强：

不同于GPS等卫星导航，惯性导航属于自主式导航，其不接受卫星信号，也不向外辐射能量，因此惯性导航抗干扰性较强，而卫星导航易受信号强弱的干扰，在水下/地下/室内定位容易出现较大误差。

输出运行姿态：

卫星导航一般仅输出运动体的位置和速度信息，而惯性导航由于内置测量装置，可以输出物体运动姿态信息，这也是惯导在航天航空、导弹制导、智能驾考等领域得到广泛运用的重要因素。

频率高：

惯性导航的频率一般大于50Hz，可携带更多信息；而卫星导航输出的频率一般低于20Hz，难以满足高速运动载体的要求。

精度更高但误差积累：

惯性导航可在室内实现精度导航，通过物体运动角速度和加速度的计量可以较为准确得确定位置；而卫星导航适应于室外导航，精度一般10m以内，精度上虽不及惯导，但卫星导航是实时纠偏的，通过接收机与卫星实时的连接获取不断更新的位置信息。

惯导容易产生误差、且误差是积累的，因此惯导长时间运行后，可能会出现较大的误差。

表2:

惯性导航和卫星导航对比

惯导和卫星导航各有优劣，因此业内普遍将惯导和卫星导航结合使用（称之为惯性组合导航），惯性组合导航利用卫星导航实时更新的适中精度，来弥补惯导的误差随时间积累而增大的缺点，反过来再利用惯导的短期高精度，来弥补卫星导航丢失信号的风险。

二者的结合，完美综合了各自的优点，适用性大大增强。

图4:

惯性组合导航工作原理图

核心器件变革打开惯性导航市场空间

机械→光纤/激光→MEMS

上世纪40年代，受二战引发的军事需求牵引，惯性技术在德国V-Ⅱ火箭上首次得到成功应用，随着光电技术的进步，加速度计从传统的力平衡式加速度计，发展至功耗较小、组装更为简单的石英加速度计，以及轻量化的MEMS加速度计；陀螺仪则从最初的机械和机电式陀螺发展至光纤、激光陀螺仪、MEMS陀螺仪。

MEMS惯性传感器因其价格低、功耗低、体积小的特点，其广泛的应用完全打开了惯导商用和民用市场的空间。

具体而言：

相比于传统的机械陀螺，光纤陀螺和激光陀螺精度更高、更为可靠；其中激光陀螺精度最高、价格也最为昂贵，广泛运用于军事领域，而光纤陀螺高精度、成本相对而言较低，应用范围触及民用领域。

近些年MEMS凭借微型化和高集成度的特点快速发展，其在惯性测量单元的应用使得惯性导航迈入新的发展阶段，MEMS惯导组合仅几万元，适合在民用市场大规模推广，打破了惯导一直以来在军工领域运用的局限。

表3:

陀螺仪主要类型

看好惯性导航在民商用领域的发展前景

（1）室内导航

民用卫星导航的精度达不到室内导航的要求，因而室内导航领域需要新的技术来实现。

在室内导航的探索中，有多种定位方式，主要的实现载体有三种：

WiFi、蓝牙和惯性导航。

①WiFi室内定位的原理是用手机测得的到AP的信号强度（RSSI）来估计到用户到AP的距离（一般来讲随着距离拉长信号强度指数衰减），利用这个AP的值就可以测算出用户的位置。

这种方法的缺陷是WiFi信号强度本身就不稳定，加上外界环境的影响，测算结果可能会有误差；但如果AP足够多，定位的精度会大大增强。

②蓝牙定位的方法类似于WiFi，需要在商场布置蓝牙beacon，由于蓝牙的传输距离一般在20-30米左右，因而这种定位方式需要安装大量的蓝牙beacon，一般一个大型商场需要三四百只蓝牙beacon，布局起来较为麻烦，但索性国内的beacon不贵，成本没有那么高，但未来的设备维护会比较麻烦。

③惯性导航可利用内置在手机中的MEMS惯导单元来进行定位，这种方式不需要外接设备无线路由器/蓝牙设备的支持，可自主实现导航，但惯导的测量结果有误差，且长期累计误差会比较大。

我们认为，未来基于室内的导航不会由某一种方法独占，和室外导航一样，为提高精确度、完善定位体验，需要将多种室内定位方式结合起来使用，比如将惯导与WiFi结合，基于手机MEMS传感器和无线路由器的综合处理，得出较为精确的室内定位。

基于GPS的室外导航已经成熟，由此催生了万亿衍生市场，我们认为未来基于惯导等技术的室内导航也将爆发，室内LBS有望成为一片新蓝海。

室内导航的商业模式可以是将室内导航服务授权给第三方软件（比如大众点评），或者是为商场提供室内导航定制服务以帮助其提高顾客体验。

（2）智能仓储

仓储货运经历了人工到传送带到自动引导运输车的过程，亚马逊的Kiva机器人、京东的无人仓计划等无疑都加快了自动化仓储的进程。

以自动引导运输车（AGV）为例，传统导航方式有电磁导航、光学导航等，即在AGV的行驶路径上埋设金属导线或是涂漆，AGV通过感知地面的轨迹来运动，这其实是一种被动运动，离智能化仍有较大差距。

惯性导航的运用是AGV车的最佳选择，将高性能的微惯导移植到AGV上，可为AGV提供高精度的俯仰角、航向角、横滚角等数据，再获取驱动轮数据后，结合惯导的加速度信息可输出定位结果，按3m/s的行驶速度来估算，10s内定位误差小于5cm。

图5:

AGV车

（3）智能驾考

惯性技术产品具备实时测量与评定、高精度、数据可追溯等特点，契合新的驾驶员考试智能化评判与实时监控的要求。

2012年9月，公安部颁布了《机动车驾驶证申领和使用规定》，为适应新的全国驾驶员考试要求，考试实施场地将实现智能化评判与实时监控。

因而从2012年下半年开始，智能驾考产品的市场需求激增。

随着机动车和驾驶员数量的持续增长，驾驶员考试趋严，未来智能驾考惯导系统仍将是一片巨大的市场。

图6:

智能驾考模式图

惯导在民商用市场有多大？

我们认为MEMS传感器轻巧、低价的特性将使得惯导民用渗透率不断提升，未来民用惯导产品将以MEMS产品为主流。

以MEMS惯导为例，近些年MEMS传感器在我国保持15%以上的增速，预计到2017年，我国MEMS传感器市场将达到420亿元；MEMS陀螺仪和MEMS加速度计合计约占MEMS传感器市场的额30%，即MEMS惯导测量单元的市场规模将达到126亿元（420×30%）。

MEMS惯导测量单元约占整个惯性导航产品成本的30%-40%，可以测算得出MEMS惯性导航的市场规模约为315-420亿元，且随着MEMS应用的拓展和惯导产品在民商用市场的逐步渗透，未来MEMS惯导有望维持快速增长。

图7:

全球MEMS传感器市场规模（亿美元）

图8:

中国MEMS传感器市场规模（亿元）

民营惯导企业迎来最好发展机遇

高进入门槛构筑竞争壁垒

总体而言，国外惯导技术领先于我国。

目前仅美国、德国、中国等少数国家可研制并量产激光陀螺；光纤陀螺仪方面，美国保持技术领先地位，日本则在中低端光纤陀螺居于世界前列；而MEMS陀螺仪，美国Drapa实验室、Honeywell公司对陀螺仪的稳定性和定位精度的把控能力世界领先。

惯导在技术和资格认证上具有很高的壁垒。

一方面，国外惯性技术属于军事核心技术，禁止向我国出口和转让，因而国内惯导企业只能通过自身研发供给专业客户使用，这也间接促进了我国惯导产业的发展。

另一方面，依据我国的《武器装备科研生产许可管理条例》及《武器装备科研生产许可实施办法》的相关规定，国家对从事武器装备科研生产许可目录所列的武器装备的科研生产活动实行许可管理，只有申请取得武器装备科研生产许可才能从事惯性导航科研生产业务。

因此，国内从事惯性导航产品自主研发和生产的企业较少，这些企业可分为两类：

一类是国有性质的科研院所或企业，主要包括中航天三十三所、航天十三所、中航六一八所、航天七零四所、航天电子等。

另外一类是民营企业，主要包括耐威科技、西安晨曦、中星测控、星网宇达等，这些民营惯导企业凭借多年的研发积累，技术水平比较先进，但与国有企业仍有一定的差距。

表4:

惯性导航产品的主要市场参与者

民营惯导厂商证券化进程显著

民营惯性导航企业的证券化进程显著加快。

既耐威科技于2015年5月率先登陆创业板之后，星网宇达和晨曦航空于2016年12月先后上市，国内主要的四家民营惯导企业已上市三家，民营惯导企业的上市，一方面可以运用资本手段加速发展，形成规模效应；另一方面，将加速惯性导航民用化的进程，并进一步拓展惯性导航的应用场景。

表5:

惯导上市民营企业

主要公司分析

网宇达

公司主要从事惯性技术开发及应用，开展惯性组合导航、惯性测量、惯性稳控产品的研发、生产及销售。

截至2016年三季度，公司实现营业收入1.81亿，同比大幅增长55%；实现归母净利润4201万，同比增长44%，公司经营状况在16年迎来反转。

图9:

公司16年三季度收入增速反转

图10:

公司16年三季度净利润增速反转

惯性测量系统主要功能是感知物体所在位置及姿态变化并进行记录和反馈，从而得出系统一段时间内的位置、姿态变化情况，该技术目前已经应用于石油测斜、城市测绘、地质监测、驾