高精度慣性導航微系統是一種基于微機電系統(MEMS)傳感器技術的微型慣性導航系統。它利用加速度計和陀螺儀等慣性傳感器,通過測量載體在慣性參考系中的加速度和角速度,結合牛頓運動定律,計算出載體的速度、位置和姿態等導航參數。相較于傳統的慣性導航系統,高精度慣性導航微系統具有體積小、重量輕、功耗低、成本低以及易于集成等優點。
新思界
產業研究中心發布的
《2025年全球及中國高精度慣性導航微系統產業深度研究報告》指出,高精度慣性導航微系統在航空航天、軌道交通、船舶、工業自動化等多個領域具有廣泛的應用前景:
航空航天領域:在衛星、導彈、飛機等航空航天器中,高精度慣性導航微系統能夠提供精確的導航和定位信息,確保飛行任務的順利進行;
軌道交通領域:在自動駕駛汽車、無人車等地面交通領域,高精度慣性導航微系統能夠提供準確的位置和姿態信息,為車輛的自主導航和決策提供必要的數據支持;
船舶領域:在海洋運輸和漁業等領域,高精度慣性導航微系統能夠提供精確的導航和定位服務,確保船舶的安全航行;
工業自動化領域:在智能制造、機器人等領域,高精度慣性導航微系統能夠實現對機器人和自動化設備的精確控制和導航,幫助設備實現精確的操作和控制。
高精度慣性導航微系統相關理論起源于20世紀50年代,當時慣性導航系統的原理開始被確立。20世紀60至70年代,隨著材料科學和精密加工技術的進步,慣性元件(如陀螺儀和加速度計)的性能得到了顯著提升,精度和穩定性都得到了大幅提升,這為高精度慣性導航微系統的發展奠定了堅實的基礎。
20世紀80至90年代,隨著微電子技術和微機械技術的發展,慣性導航系統開始實現微型化和集成化,慣性元件的尺寸大幅縮小,功耗降低,使得慣性導航系統可以安裝在更小的空間內,同時也提高了系統的可靠性和穩定性。這一時期,微機電系統(MEMS)技術的興起為高精度慣性導航微系統的發展提供了新的契機。
進入21世紀,隨著人工智能和大數據技術的發展,慣性導航系統開始與這些智能化技術融合,通過機器學習和數據挖掘技術,可以優化慣性導航系統的算法,提高導航精度,同時,多傳感器融合技術也逐漸應用于高精度慣性導航微系統中,通過綜合多源信息實現更準確的導航定位。
經過多年的發展,全球高精度慣性導航微系統廠商數量不斷增多,但由于該產品技術壁壘較高,市場集中度相對較高。在國際上領先廠商主要有霍尼韋爾、泰雷茲、諾格等,在國內相關技術領先廠商主要以航天科工、航天科技等國企為主。