惯性导航产业起步于军用,目前仍主要应用于军用领域。在航天、航空、舰船、战车等主要领域我国均有相应的研究生产力量,惯性导航市场基本是国家队垄断的格局。根据中国报告网获取的数据显示,我国惯性导航每年的市场规模约在130亿元左右。随着我国舰船、导弹、军机等持续列装,我国惯性导航市场的规模有望继续增长。
参考中国报告网发布《2017-2022年中国导航设备市场运营现状及发展趋势前瞻报告》
惯性技术发展之初主要用于国防军工领域,高精度、高灵敏度是面向军工惯性技术产品的主要特征。而精度与灵敏度的提升与产品成本呈几何量级的正相关关系,这使高精度惯性应用产品大规模产业化的难度较大。随着技术进步,中低精度的惯性器件发展迅猛,其成本逐步降低,体积逐步减小,惯性技术在民用领域也开始得到应用,并为越来越多的行业所了解。尤其微机电惯性器件大规模生产的实现,使得在较低精度即可满足应用需求的民用领域, 惯性技术产品开始得到广泛使用,目前应用领域与规模正呈现快速增长的态势。
目前我国惯性技术民用市场主要集中于导航、测绘、石油勘探、应急通讯、智能交通等领域。民用市场已进入市场化竞争阶段,各企业面向市场自主经营与竞争。我国惯性技术民用产业化应用起步较晚,目前在民用市场上从事惯性组合导航和惯性测量的民营企业总体上由于技术积累不足,规模偏小,整体行业集中度不高,市场中高低端产品的发展不均衡。且该类企业业务多数是以从国外进口元器件并销售为主,新产品开发相对滞后,真正具备自主研发实力及产业化能力的较少,产品附加价值相对较低,同质化竞争较为激烈。
在民用领域,除惯性导航设备以外,惯性测量和惯性稳控也是惯性技术的重要衍生应用方向。惯性导航的主要应用领域为无人机等,惯性测量的主要应用领域有石油勘探、交通测量等,惯性稳控的主要应用领域有卫星通信动中通天线等。
无人机领域
惯性技术在无人机上的应用,主要是利用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。随着无人机应用领域的不断拓展和深入,无人机对导航系统精度的要求越来越高,以惯性导航系统为基础的卫星组合导航是无人机自主精确导航的发展方向。
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。
石油勘探领域
在资源勘探领域的钻探开采中,需要测量井深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。在石油资源日益枯竭的背景下,国内外钻井界纷纷将目光投向滩海、湖泊、稠油油藏及海洋等复杂地矿的勘探和开发。大位移井、大斜度井、丛式井、水平井的日益增多需要精度更高、性能更加可靠的石油测斜仪器。惯性技术的应用,使得这种要求得以满足。惯性基石油测斜仪作为国际钻井中普遍采用的先进测量仪器,能够在175℃的高温环境下可靠测量定向参数和伽马值,耐温高达200℃,耐压高达 150MPa,并将井深中测试的数据准确、及时地反馈到地面控制中心,通过远程控制系统实现钻井方向的精确导航。
2006年我国石油测井仪器销售总额为11.2亿元,2010年为21.9亿元,2011年增长到25.7亿元,复合增长率18.25%。其中2010年基于惯性技术的石油测斜仪器销售额为 15.33 亿,占石油测井仪器销售总额的比例为70%。随着石油开发向更深、更复杂和隐藏性更强的油气藏拓展,我国对惯性基石油测斜仪的需求将逐步增加,按照18%的年均复合增长率,我们估算2015年惯性基石油测斜仪市场规模达35亿元。
交通测量领域
(1)电子路考
2012年末,公安部颁布了《机动车驾驶证申领和使用规定》(公安部令第123号),其中对驾驶员考试做出了全面修改,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。惯性技术测量产品所具备的全天候、高精度、实时测量与评定、数据可追溯等特点可良好契合新的驾驶员考试智能化评判与实时监控的相关需求,因此2012年下半年起,融合惯性测量技术和卫星导航技术,结合虚拟传感器技术和智能评判技术的智能驾考系统得到了广泛应用。
截止 2015 年底我国合计有2850个县级行政区划,按照每个县级市一个车管所计算,全国县级车管所有2850个,按照每个县级车管所在科目二考试时具有十辆考试车、在科目三考试时具有十辆考试车估算,全国范围内智能驾考系统的市场容量将达 5.7 亿元。同时,驾驶员考试培训学校为适应新的考试规则,也将升级改造自身培训场地。按照驾驶员考试培训学校智能驾考系统与车管所考试系统规模相当估算,全国智能驾考系统总的市场容量超过10亿元。
随着近两年驾驶人考试考点场地逐步完成升级改造,驾驶人考试系统市场未来需求将趋于平稳,未来市场需求将主要集中于新增考点建设、原有考试系统更换及升级换代以及非考点驾校的场地改造。驾驶人考试在户外进行,受运行环境及学员驾驶碰撞影响,存在设备损耗,一般使用寿命为3-5 年,这将为智能驾考系统提供较为稳定的市场需求。以此估算,每年智能驾考系统新增需求近3亿元。
(2)高铁检测
随着我国高铁运营里程的不断延伸,高铁特别是繁忙干线高铁对运营维护效率提出了更高的要求。繁忙干线高铁的人工养护越来越不适应现实需要。高质量、高效率养护技术已经成为我国高速铁路实现自动化养护的必然需求。基于惯性技术的铁路检测车可以定期对铁路轨道进行检测,判断轨道是否发生形变、损失、路基是否沉降等。
截至2016年底,我国高铁运营里程超过2.2万公里。如果按照每60公里需要一套惯性轨道检测设备,每套设备平均市场价140万元测算,那么2016年整个高铁运输行业对惯性轨道检测设备的市场需求为 5.1 亿元。同时,我国的既有铁路、地铁和城市轻轨等领域都需要轨道检测系统,惯性技术产品在该领域的应用前景更加广阔。
移动卫星通信动中通天线
惯性技术在移动卫星通信市场的应用,主要体现于“动中通”系统。“动中通”是 “移动中的卫星地面站通信系统”的简称,主要由天线及馈源系统、转动平台、信息反馈系统、信息采集及处理系统、 稳定控制系统、通信系统等组成,其中稳定控制系统是整个系统的核心,而惯性稳控技术是实现天线稳定控制的核心技术。 “动中通”系统解决了各种车辆、轮船等移动载体在运动中精确跟踪地球同步卫星,实时不间断地传递语音、数据、高清晰的动态视频图像等多媒体信息的难关,在军用和民用两个领域都有广阔的市场前景。
为满足在突发、恶劣通信条件下的应急通信要求, 我国公安部、 武装警察部队及解放军部队等已将“动中通”卫星通信系统及配套车辆列为重点采购装备。2008 年5.12汶川特大地震发生后,动中通系统依托卫星通信技术,在四川灾区公共通信网络瘫痪的情况下迅速搭建起了应急通信环境,保障了抗震救灾工作的顺利进行。 动中通系统在应急通信领域具有反应迅速、可靠性高,不受气候、环境、地域、时间等条件限制的特点,较好地满足了我国公安、 武警等部门及其他特种行业对应急通信的需求,其市场规模稳步快速增长。
目前我国的“动中通”系统产品在军民市场上正处于快速的发展阶段。根据相关文献,2015 年国内动中通天线的市场需求在 1000 套/年以上,按照市场均价 60 万/套计算,市场规模在6亿元以上。
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