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2020年我国惯性导航行业发展概况及未来研究方向、趋势分析

发布时间:2021-01-08  来源:立鼎产业研究网  点击量: 304 

我国惯性技术的发展从无到有,已取得很大进步,为我国航天、航空、航海事业及武器装备的发展提供了关键的技术支撑。因受材料、微电子器件、精密及微结构加工工艺等基础工业水平的制约,我国转子式陀螺及 MEMS 惯性仪表与国际先进水平之间还有一定差距,体现在仪表的精度、环境适应性、成品率及应用水平等方面。在光学陀螺技术方面,国内激光陀螺研制从上世纪 70 年代起步,经过多年发展也已经达到国际先进水平,在飞机、火箭等多个领域得到成功应用。

国内具备惯性传感器制造能力的企业主要有中航六一八所、航天三十三所、航天十三所、航天电子、赛微电子等,多为军工企业,具备惯导系统制造能力的企业包括航天三十三所、航天十三所、中航六一八所、航天电子、航天七零四所、赛微电子、西安晨曦、中星测控和星网宇达等,民营企业多集中在中游惯导系统设计和制造上。

国内外惯性导航技术格局


资料来源:公开资料

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。

4)惯性导航军用门槛较高

惯导产业的价值量和市场都较为集中。目前大部分惯性导航核心部件已经实现了国产化,供给充足,价格比较稳定,少部分高端产品仍依赖进口,面临较大管制压力。在高端产品方面,我国与外国顶尖产品的技术差距在不断缩小。美国Litton公司、Honeywell公司、法国 IXsea 公司研制的光纤陀螺精度已优于0.001°/h;我国已自主开发出性能稳定的 0.01°/h 级光纤惯性系统和 0.001°/h 级激光惯性系统。

下游的惯性技术的应用领域非常广,覆盖军用和民用的多个领域。民用市场的市场格局较为分散,同质化竞争较为激烈;军用市场方面,惯导技术广泛应用于导弹、无人机、舰船、车辆等领域,市场格局相对集中,但受技术实力、采购体系、资质的限制,这些领域的装备主要由中航工业、中船重工、兵器集团、航天两大集团等军工集团旗下的科研院所进行研制和生产。

 


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标签:惯性导航

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