高精度惯性导航微系统是一种基于微机电系统(MEMS)传感器技术的微型惯性导航系统。它利用加速度计和陀螺仪等惯性传感器,通过测量载体在惯性参考系中的加速度和角速度,结合牛顿运动定律,计算出载体的速度、位置和姿态等导航参数。相较于传统的惯性导航系统,高精度惯性导航微系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低以及易于集成等优点。
新思界
产业研究中心发布的
《2025年全球及中国高精度惯性导航微系统产业深度研究报告》指出,高精度惯性导航微系统在航空航天、轨道交通、船舶、工业自动化等多个领域具有广泛的应用前景:
航空航天领域:在卫星、导弹、飞机等航空航天器中,高精度惯性导航微系统能够提供精确的导航和定位信息,确保飞行任务的顺利进行;
轨道交通领域:在自动驾驶汽车、无人车等地面交通领域,高精度惯性导航微系统能够提供准确的位置和姿态信息,为车辆的自主导航和决策提供必要的数据支持;
船舶领域:在海洋运输和渔业等领域,高精度惯性导航微系统能够提供精确的导航和定位服务,确保船舶的安全航行;
工业自动化领域:在智能制造、机器人等领域,高精度惯性导航微系统能够实现对机器人和自动化设备的精确控制和导航,帮助设备实现精确的操作和控制。
高精度惯性导航微系统相关理论起源于20世纪50年代,当时惯性导航系统的原理开始被确立。20世纪60至70年代,随着材料科学和精密加工技术的进步,惯性元件(如陀螺仪和加速度计)的性能得到了显著提升,精度和稳定性都得到了大幅提升,这为高精度惯性导航微系统的发展奠定了坚实的基础。
20世纪80至90年代,随着微电子技术和微机械技术的发展,惯性导航系统开始实现微型化和集成化,惯性元件的尺寸大幅缩小,功耗降低,使得惯性导航系统可以安装在更小的空间内,同时也提高了系统的可靠性和稳定性。这一时期,微机电系统(MEMS)技术的兴起为高精度惯性导航微系统的发展提供了新的契机。
进入21世纪,随着人工智能和大数据技术的发展,惯性导航系统开始与这些智能化技术融合,通过机器学习和数据挖掘技术,可以优化惯性导航系统的算法,提高导航精度,同时,多传感器融合技术也逐渐应用于高精度惯性导航微系统中,通过综合多源信息实现更准确的导航定位。
经过多年的发展,全球高精度惯性导航微系统厂商数量不断增多,但由于该产品技术壁垒较高,市场集中度相对较高。在国际上领先厂商主要有霍尼韦尔、泰雷兹、诺格等,在国内相关技术领先厂商主要以航天科工、航天科技等国企为主。