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证券研 究报 告：国防 军工|深度报告 2023 年6 月11 日 市场有风险，投资需谨慎 请 务必阅读正文之后的免责条款部分 行业投资评级 强 于大 市|维持 行业基本情况 收盘点位 1458.17 52 周最高 1709.89 52 周最低 1413.25 行业相对指数表现（相对 值）资料来源：聚源，中邮证券研究所 研究所 分析师:鲍学 博 SAC 登记编号:S1340523020002 Email:近期研究报告 中邮军 工 5 月月报：中期 调整影响部分企业 短期业 绩，股 权激 励与回购彰显长期 信心-2023.06.05 惯性导 航：军民两大领域 空间广阔，第一二 代已广泛应用，第三代加速发展 投 资要 点 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。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。2020 年，我国惯 性导 航系 统 在 军用 飞机领域 市 场空 间约 25 亿元，在导 弹和 制导炸弹 领域 市场 空间 约 77 亿元，航天 惯导 市场 空间 约 6.24 亿，陆军装甲车 辆惯 导系 统 市 场空 间约 8.72 亿元，海军 舰 船惯导 系统 市场 空间约 4.8 亿元。此外，惯 导 也广 泛应 用于 无人 机、智能驾 驶 等 领域。陀螺仪、加速度计是惯性 导航系统中的核心器 件。第一代 陀螺 仪基于牛 顿经 典力 学，典型 代表为 三浮 陀螺、静 电陀 螺以及 动力 调谐 陀螺；第 二代 陀螺 仪基 于萨 格耐克 效应，典 型代 表是 激光陀 螺和 光纤 陀螺；第三 代陀螺 仪基 于哥氏 振动效 应和微 米/纳米 技术，典型 代表 是MEMS 陀螺 和半 球谐 振陀 螺；第四代 陀螺 仪基 于现 代 量子力 学技 术，典型代表 为核 磁共 振陀 螺、原子干 涉陀 螺。目前，第 一二代 惯导 已经成熟，第 三代 加速 发展，第 四代 处 于早 期研 究阶 段。惯导系统市场参与者 众多，行业竞争 不断加剧。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。伴随 着惯 导系 统市 场空 间日益 增大，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 地 参 与到 惯导系 统 产 业链 各个 环节 中。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。-16%-13%-10%-7%-4%-1%2%5%8%11%2022-06 2022-08 2022-11 2023-01 2023-03 2023-06国防军工 沪深300 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 建议关 注航 天 电 子、中航 电子、理工 导航、长 盈通、晨曦 航空、芯动联 科等。风 险提 示 行业竞 争加 剧；产 品降 价 超出市 场预 期；民 品拓 展 不及预 期；技术更新 换代 进展 超出 预期。YWDWyRrMnOqRsMtQnQtMmN6MdNaQtRqQpNoNjMrRtNiNnMpN6MoOuMvPmPsPxNsOyR 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 目录 1 惯 性导 航 广泛 应 用于 军 民多 个 领 域.5 1.1 惯性 导 航是 最 主要 的 自主 导 航 方式.5 1.2 惯性 导 航在 军 品中 广 泛应 用 于 各类 武 器装 备.6 1.3 惯性 导 航在 民 品中 广 泛应 用 于 无人 机、智 能 驾驶 等领 域.7 1.4 惯性 导 航系 统 市场 保 持较 快 增 长.8 2 第 一二 代 惯导 已 经成 熟，第 三 代 加速 发 展.8 2.1 惯导 划 代及 其 对比.8 2.2 第一 代：动 力 调谐 陀 螺仪 广 泛 应 用 于 光电 稳 定平 台、导 引 头伺 服 系统.10 2.3 第二 代：激 光 惯导 与 光纤 惯 导 已占 据 主流 位 置.11 2.4 第三 代：MEMS 惯 导 正 在 加 速 发展.12 2.5 第四 代：仍 在 探索 中.14 3 惯 导产 业 链、竞 争格 局 与发 展 趋 势.14 3.1 惯导 产 业链.14 3.2 竞争 格 局：参 与者 众 多，科 研 院所 一 般具 有 多种 惯导 能 力.15 3.3 低成 本 是重 要 趋势，驱动 产 业 链纵 向 一体 化 发展.16 4 相 关上 市 公司.17 4.1 航天 电 子：惯 导领 域 龙头 上 市 公司.17 4.2 中航 电 子：子 公司 华 燕仪 表 主 要从 事 惯性 导 航业 务.19 4.3 理工 导 航：公 司惯 导 系统 已 批 量应 用 于远 程 制导 弹药 等 武 器.20 4.4 长盈 通：主 业 为光 纤 陀螺 核 心 器件 光 纤环 及 其综 合解 决 方 案.21 4.5 晨曦 航 空：航 空惯 性 导航 产 品 丰富.22 4.6 芯动 联 科：国 内高 性 能硅 基 MEMS 惯 性 传 感 器 领军 企 业.23 5 风 险提 示.23 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 图表目 录 图表 1：惯性导航系统工 作原理图.5 图表 2：我国惯性导航系 统市场空间.8 图表 3：陀螺仪对比.9 图表 4：不同陀螺仪性能 及下游应用领域.10 图表 5：不同应用系统对 陀螺仪的需求.10 图表 6：动力调谐陀螺组 成部件图.11 图表 7：现代动力调谐陀 螺实物图.11 图表 8：光纤陀螺结构示 意图与光路示意图.12 图表 9：MEMS 陀螺仪内部结构示意图.13 图表 10：2021 年高性能 陀螺仪细分市场情况（百 万美元）.14 图表 11：惯性导航产业 链.15 图表 12：惯性导航市场 格局.16 图表 13：航天兴华等 6 家子公司主要产品及 用途.18 图表 14：时代光电营收 及增速.19 图表 15：时代光电净利 润及增速.19 图表 16：陕西华燕航空 仪表有限公司主要产 品.20 图表 17：华燕仪表营收 及增速.20 图表 18：华燕仪表净利 润及增速.20 图表 19：理工导航营收 及增速.21 图表 20：理工导航归母 净利润及增速.21 图表 21：长盈通营收及 增速.22 图表 22：长盈通归母净 利润及增速.22 图表 23：晨曦航空的航 空惯性导航产品.22 图表 24：晨曦航空的航 空惯性导航产品收入.23 图表 25：晨曦航空的航 空惯性导航产品毛利 率.23 图表 26：芯动联科营收 及增速.23 图表 27：芯动联科毛利 率.23 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 1 惯性导 航 广泛应用于军民 多个领域 1.1 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。图表1：惯 性 导 航系 统 工作 原 理图 资料来源：赛微 电子公 告，中邮证券 研究所 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 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 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。1.2 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 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 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。1.3 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 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 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。1.4 惯 性导 航系统 市场 保持较 快增 长 根据中 国产 业信 息网 数据，全球 惯性 导航 市场 规模 预计 2020 年将 达到 88.6亿美元，2016-2020 年 复 合增长 率为 13.81%。由 2015 年的 46.4 亿美 元增 长 到2020 年的 88.6 亿美 元。我国惯 性导 航应 用领 域不 断扩大，市 场需 求快 速增 长，2014 年 以来，我 国惯 性导 航市场 规模 保持 10%以 上 的高速 度增 长，军用 市场 逐渐成熟，民 用市 场应 用范 围逐渐 增多，增 长率 高于 军用市 场。图表2：我 国 惯 性导 航 系统 市 场空 间 资料来源：理工 导航招 股书，中邮证 券研究 所 2 第一二 代惯导已经成熟，第三代加速发展 2.1 惯 导划 代及其 对比 81.289.398.2110126.7142.213.716.318.222.226.631.59.98%9.97%12.02%15.18%12.23%18.98%11.66%21.98%19.82%18.42%0%5%10%15%20%25%0204060801001201401602014 2015 2016 2017 2018 2019军 用 市 场规 模（亿 元）民 用 市 场规 模（亿 元）军 用 市 场增 长 率 民 用 市 场增 长 率 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 陀螺仪、加 速度 计是 惯性 导航系 统中 的核 心器 件。陀螺仪 用于 测量 运载 体 相对惯性 空间 的角 速度，角 速度通 常用 每秒 的旋 转角 度 deg/s（degree per second）来表示。通 过按 时间 对角 速度进 行积 分可 得到 角度 位置，以此 测量 运载 体的 姿 态变化。陀螺仪 根据 其工 作原 理可 分为 4 代。第一 代陀 螺仪 基于牛 顿经 典力 学，奠 定了惯性 导航 发展 的基 础，典型代 表为 三浮 陀螺、静 电陀螺 以及 动力 调谐 陀螺；第二代陀 螺仪 基于 萨格 耐克 效应，典型 代表 是激 光陀 螺和光 纤陀 螺；第三 代陀 螺 仪基于哥 氏振 动效 应和 微米/纳米技 术，典型 代表 是 MEMS 陀螺 和半 球谐 振陀 螺；第四代 陀螺 仪基 于现 代量 子力学 技术，典 型代 表为 核 磁共振 陀螺、原 子干 涉陀 螺，目前处 于早 期研 究阶 段。图表3：陀 螺 仪 对比 代次 原理 代 表产品 特点 第一代 牛顿经典力学 静电陀螺、动力调谐陀螺 种类多、精度高、体积质量大、系统组成结构复杂、性能受 机械结构复杂性和极限精度制约、产品制造维护成本昂贵。第二代 萨格奈克效应 激光陀螺、光纤陀螺 光学陀螺具有反应时间短、动态范围大、可靠性高、环境适应性强、易维护、寿命长的特点，技术成熟、精度高，在陆、海、空、天等多个领域中得到批量应用，但由于其成本高、体积大，应用领域受到一定限制。第三代 哥氏振动效应 半球谐振陀螺、MEMS 陀螺 半球谐振陀螺：高精度陀螺仪，逐步在空间、航空、航海等 领域开展应用，但受限于结构及制造技术，市场上可规模化生产的企业较少；MEMS 陀螺：体积小、重量轻、环境适应性强、价格低、易 于大批量生产，率先在汽车和消费电子领域大量应用，随着性能提高，应用向工业、航空航天等领域拓展。第四代 量子力学 核磁共振陀螺、原子干涉陀螺 早期研究阶段，目标实现高精度、高可靠、小型化和更广泛应用领域的导航系统。资料来源：芯动 联科 招 股书，中邮证 券研究 所 不同陀螺仪基于其工 作原 理和结构特性，在精度、体 积和成本等方面表现 出不同特点，应用领 域各有侧 重。传统 机电 陀螺 目前 仍是 工程应 用精 度最 高的 陀螺，但结构 尺寸 较大，主 要应 用于战 略核 潜艇、战 略导 弹等战 略级 应用 中；光学 陀螺整体上 技术 相对 较为 成熟，具有 高精 度、高 可靠 性 的特点，基 于高 精度 光学 陀螺的惯性 系统 仍然 是陆 海空 天等领 域武 器装 备导 航级 应用的 重要 选择；同 时，中 低精度的 光学 陀螺 在导 弹武 器和制 导弹 药等 战术 级领 域也有 广泛 的应 用；微机 电 陀 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 螺体积 小、质 量小、功耗 低且成 本适 中，但 精度 相 对偏低，目前 主要 应用 于 军用战术级 市场 和工 业市 场。半球谐 振陀 螺在 同等 精度 下具有 较好 的尺 寸、质量 和 成本效益，且 可靠 性高，国 外基于 半球 谐振 陀螺 的惯 性导 航 系统 已成 功应 用于 火 炮和战车、快 艇、太空 发射 器等陆 海空 天武 器装 备平 台。不同领 域对 惯性 器件 性能 要求的 侧重 各不 相同，从 精度方 面看，航 天与 航 海领域对 精度 要求 高，其连 续工作 时间 也较 长；从系 统寿命 来看，发 射后 无法 更换或维修 的卫 星、空间 站等 航天器 要求 最高，制 导武 器对系 统寿 命要 求最 短，但须满足长 期战 备的 高可 靠性 要求。图表4：不 同 陀 螺仪 性 能及 下 游应 用领 域 图表5：不 同 应 用系 统 对陀 螺 仪的 需求 资料来源：惯性稳 定平台 中陀螺技 术的发 展现状 和应 用研究，中邮 证券研 究所 资料来源：自主导 航技术 发展现状 与趋势，中邮证 券研究所 2.2 第 一代：动力调 谐陀 螺仪 广泛 应用 于 光电 稳定平 台、导 引头伺 服系统 第一代 陀螺 基于 牛顿 经典 力学原 理，典型 代表 有三 浮陀螺 仪、静电 陀螺 仪 以及动力 调谐 陀螺 仪。动力 调谐陀螺 发 明于 20 世纪 60 年代 初，是一 种二 自由 度 的干式陀 螺，它利 用挠 性支 承悬挂 陀螺 转子，并 将陀 螺转子 与驱 动电 机隔 开，其挠性支承的弹性刚度由支承 本身产生的动力效应来补 偿，具有 体积小、结构简单、可靠性高等特点。现 代动 力调谐陀螺的尺寸一 般为 直径 30mm，长 50mm，小 型器件可达到直径 20mm，长为 25mm。目前，动 力 调谐陀 螺的 技术 已经 发展 得相当成熟，在 大多 数战 术级 武器系 统中 应用 广泛。请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 图表6：动 力 调 谐陀 螺 组成 部 件图 图表7：现 代 动 力调 谐 陀螺 实 物图 资料来源：惯性稳 定平台 中陀螺技 术的发 展现状 和应 用研究，中邮 证券研 究所 资料来源：惯性稳 定平台 中陀螺技 术的发 展现状 和应 用研究，中邮 证券研 究所 当前，动力调谐陀螺被 广 泛应用在光电稳定平 台、导弹导引头伺服系统 控制平台上。激 光和 光纤 陀螺 精度和 成本 很高，属 于单 自由度 陀螺 仪，微机 电陀 螺 精度相对 偏低，动 力调 谐陀 螺精度 成本 适中，而 且属 于双自 由度 陀螺 仪，是光 电稳定平台、导 引头 伺服 系统 控制平 台的 首选。例 如：法国 SFIM 公 司生 产的 双 轴速率陀螺 稳定 平 台 M334 系 列，由 GAM-1G 动力 调谐 陀螺和 两套 稳定 回路 组成。动力调 谐陀 螺未 来研 究重 点将集 中于：改 善机 械结 构，提 高精 度、动 态性 能和工作 寿命，减 少噪 声与 功耗；研制 数字 再平 衡回 路，实 现陀 螺与 电路 的小 型化和一体 化。2.3 第 二代：激光 惯导 与光纤 惯导 已 占据 主流 位置 第二代 陀螺 基于 萨格 奈克 效应，典型 代表 是激 光陀 螺和光 纤陀 螺，其特 点 是反应时 间短、动态 范围 大、可 靠性 高、环 境适 应性 强、易维 护、寿 命长。光 学陀螺技术 较为 成熟，精 度高，随着 产品 迭代，光学 陀 螺及其 系统 应用 从战 术级 应用逐步拓 展到 导航 级应 用，在陆、海、空、天等 多个 领域中 得到 批量 应用。光纤陀 螺在 同一 闭合 光路 中从同 一光 源发 出的 两束 特征相 同的 光，以相 反 的方向进行传播，最后汇合到同一探测点。若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线，相对惯 性空 间存 在着 转动 角速度，则 正、反 方向 传 播的光 束走 过的 光程 不同，就产生光 程差，光程 差与 旋 转的角 速度 成正 比。因 此，只 要确 定了 光程 差，即 可测 请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 得角速 度。光纤 陀螺 由光 源、探 测器、耦 合器、Y 波导、光纤 环组 件、光信 息处理电路 等部 分构 成。图表8：光 纤 陀 螺结 构 示意 图 与光 路示 意 图 资料来源：长盈 通招股 书，中邮证券 研究所 光纤陀 螺仪 目前 是惯 性技 术研究 领域 的主 流陀 螺仪，早 在 2005 年，就 已 占据国外 中近 程导 弹、中程 导弹、卫星 等武 器装 备领 域一半 以上 的用 量。2.4 第 三代：MEMS 惯 导正 在加 速发展 第三代 陀螺 基于 哥氏 振动 效应和 微纳 加工 技术，典 型代表 是半 球谐 振陀 螺 和 MEMS 陀螺。半球 谐振 陀 螺是哥 式振 动陀 螺仪 中的 一种高 精度 陀螺 仪，正 逐 步在空间、航 空、航 海等 领域 开展应 用，但 受限 于结 构 及制造 技术，市场 上可 规 模化生产的 企业 较少。MEMS 陀螺仪 具有 体积 小、重量 轻、环 境适 应性 强、价格 低、易于大 批量 生产 等特 点，率先在 汽车 和消 费电 子领 域得到 了大 量应 用。随着 性 能的进一 步提 高，MEMS 陀 螺仪应 用也 被拓 展到 了工 业、航 空航 天等 领域。MEMS 陀螺 仪的 核心 是一 颗微机 械（MEMS）芯片，一 颗专用 控制 电路（ASIC）芯片及 应力 隔离 封装。其 工作原 理为：采 用半 导体 加工技 术在 硅晶 圆上 制造 出 的 MEMS 芯 片，在 ASIC 芯 片的驱 动控 制下 感应 外部 待测信 号并 将其 转化 为电 容、电阻、电荷 等信 号变 化，ASIC 芯片 再将 上述 信号 变化转 化成 电学 信号，最 终 通过封装 将芯 片保 护起 来并 将信号 输出，从 而实 现外 部信息 获取 与交 互的 功能。请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 图表9：MEMS 陀 螺 仪 内 部 结 构示意 图 资料来源：芯动 联科招 股书，中邮证 券研究 所 MEMS 陀螺 仪和 两光 陀螺 在部分 无人 系统、高端 工 业、高可 靠等 应用 领域 有所重合。随 着高 性能 MEMS 陀螺 仪的 精度 不断 提 升，并 依托 成本 的优 势，可逐步应用 于中 低精 度两 光陀 螺的应 用领 域。同时，由 于高性 能 MEMS 陀 螺仪 具 有小体积、高 集成、抗高 过载 的优势，可 以解 决光 纤陀 螺 和激光 陀螺 由于 体积 较大、抗冲击 能力 弱的 问题，满 足高可 靠、无人 系统 等领 域智能 化升 级的 要求，进 一步拓展高 性 能 MEMS 陀 螺仪 的增量 市场。根据 Yole 发 布的 High-End Inertial Sensing 2022，高 性能 MEMS 陀螺 仪在 工业级应 用领 域使 用较 为广 泛，占 据了 该应用 领 域 86%的市 场份 额，具 体应 用场 景包括资 源勘 探、测 量测 绘、光 电吊 舱等；在战 术 级 和导航 级应 用领 域，两 光 陀 螺 应用比 较广 泛，分 别占 据 了该应 用领 域 78%和 92%的市场 份额，具体 应用 场 景包括无人 系统、卫星 姿态 控 制系统、动中 通等；在战 略级应 用领 域，激 光陀 螺 仪的适用性 较强，占据 了该 应 用领 域 72%的市 场份 额，具体应 用场 景为 航天 航海 等领域。请务必阅读正文之后的免责条款部分 14 图表10：2021 年 高 性能 陀 螺仪 细 分市 场 情 况（百 万美 元）资料来源：芯动 联科招 股书，中邮证 券研究 所 2.5 第 四代：仍在 探索 中 第四代 陀螺 基于 现代 量子 力学技 术，典型 代表 为核 磁共振 陀螺、原 子干 涉 陀螺，其目 标是 实现 高精 度、高 可靠、小型 化和 更广 泛应用 领域 的导 航系 统，目前仍处于 早期 研究 阶段。3 惯导产 业链、竞争格局与 发展趋势 3.1 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。请务必阅读正文之后的免责条款部分 15 图表11：惯 性 导 航产 业 链 资料来源：理工 导航 招 股书，中邮证 券研究 所 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。3.2 竞 争格 局：参 与者 众多，科研 院所一 般具 有多种 惯导 能力 请务必阅读正文之后的免责条款部分 16 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。图表12：惯 性 导 航市 场 格局 区域 产 品类型 主 要企业 国外 惯性传感器 Honeywell、Northrop Grumman、SAFRAN、BAE 惯性导航系统 Honeywell、SAFRAN、BAE 组合导航系统 Honeywell、SAFRAN 国内 惯性传感器 中航 618 所、航天 33 所、航 天 13 所、航天电子、赛微电子、兵器导控所、重庆天箭惯性、长盈通、芯动联科、美泰科技等 惯性导航系统 航天 33 所、航 天 13 所、中航 618 所、航天 704 所、航天电 子、赛微电子、晨曦航空、星网宇达、北方导航、中星测控、西安现代控制技术研究所、兵器工业导控所、重庆 天箭惯性、湖南科众兄弟、北京神导科技、四川航浩等 组合导航系统 航天 33 所、航天电子、赛微电 子、晨曦航空、星网宇达、北方导航、西安现代控制技术研究所等 资料来源：理工 导航公 告，中邮证券 研究所 3.3 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 请务必阅读正文之后的免责条款部分 17-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。4 相关上 市公司 4.1 航 天电 子：惯 导领 域龙头 上市 公司 航天电子通过 2016 年重大 资产重组完善了惯导 板块，营收大部来自防务 装备。2016 年 公司 重组，分 别以从 北京 兴华 机械 厂、陕西航 天导 航设 备有 限公 司、陕西苍 松机 械厂 购买 的经 营性资 产和 负债 设立 航天 兴华、航天 导航 和航 天精 密 三家子公 司，并收 购时 代光 电 58.73%股 权、时代 激光 50%股 权和 时代 惯性 76.26%股权，使 公司 惯性 导航 板 块进一 步完 善。目前，公司惯性导航板块共有 7 家 子公司：航天兴华等 6 家子公 司主营业务 分布 在防 务装 备、宇航和航天技术应用 产业三个领域，其中大部分营 收来自防务装备配套；另 外，普利门主营石油钻井 定 向仪器设计、生成和销 售。请务必阅读正文之后的免责条款部分 18 图表13：航 天 兴 华等 6 家 子 公司 主 要产 品 及 用途 子 公司 营 收领域 产品 用途 航 天兴华 防务装备 静压液浮/三浮惯性平台系统/仪表、速率陀螺仪 地地、地空、地海、海空等高端防务装备配套 宇航领域 速率陀螺仪 空间站、飞船、火箭、卫星等宇航产品配套 推进剂喷射控制阀 空间飞行器、卫星等配套 航天技术应用产业 导电滑环 离心机、CT 机等 战地监控云台、便携方位跟踪云台 特种运输车辆定位、定向系统，地勘、钻井、隧道等定位测量系统 航 天精密 防务装备 三轴液浮陀螺稳定平台 导弹控制系统 挠性捷联惯组 中近程地地导弹武器 激光捷联惯组 高精度中远程地地导弹武器 激光捷联定位定向系统 各种导弹发射车、自行火炮、侦察车、雷达车、指挥车、主战坦克、情报车及无人机等 宇航领域 二浮惯性测量单元 货运飞船或载人飞船 液浮陀螺 卫星姿态控制、神舟飞船返回舱惯性测量系统 航天技术应用产业 高精度磁悬浮寻北仪 矿山开采、隧道贯通等领域 航 天导航 防务装备 陀螺组合 战术导弹配套弹上惯性制导产品*平台系统 战略武器系统配套惯性制导平台系统 宇航领域 陀螺组合 火箭惯性制导产品 航天技术应用产业 卫星太
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