惯性导航，沐浴军民融合的春风

2018-08-01

来源：联讯证券


惯性导航细分行业发展状况

1）惯性传感器（如陀螺仪、加速度计）为惯性导航系统的核心器件，对系统精度起决定性作用；惯性导航产品主要包括惯导系统、姿态参考系统、惯性测量单元等；
2） MEMS惯性传感器逐渐成为主流，但应用瓶颈在于精度不够高和批产能力欠缺；
3）惯性导航系统 自主性强、可靠性高、动态性能好，具有不可替代性；
4）惯性导航技术是现代国防系统的核心和关键技术产品，广泛应用于平台武器系统、航天器等；
5）惯性导航技术将向高精度、高可靠性、应用领域不断深入方向发展，行业集中度将进一步提高， 行业参与者的技术创新能力，以及将贴近市场需求的研发成果转化为标准化产品的产业化能力将成为能否赢得竞争的关键。
惯性导航系统军用和民用市场分析
1）军工领域对惯性导航系统具有切实需求， 2017军用市场规模有望达到 335-342亿元；
2）技术进步及成本压缩将推动惯性导航系统在民用领域的普及应用，市场增量空间巨大，例如：全球MEMS传感器市场规模将从2011年100亿美元增长到 2017年的210亿美元，年复合增长率约为 13.16%；全球光纤传感器市场消费规模将从2013年18.90亿美元增长到 2017年的39.70亿美元，年复合增长率约为20.39%。
3）军民融合战略的推进，导致国内惯性导航市场竞争加剧，竞争格局已经打破了原来的完全以军工研究所主导的局面，部分民营公司依靠自身技术优势和相对灵活的经营机制谋取市场发展机会，借力资本市场以获得快速发展，并逐渐奠定在国内惯性导航产业中的相对领先地位，目前已形成相互竞争的格局。 惯性导航产业的发展演变将为未来的民营企业参与军工领域提供借鉴，从产业链上游切入，阻力相对较小，是军民融合的典范。
惯性导航细分行业产业链分析
1）惯性导航产业链具有 上游市场竞争充分、下游“买方市场”突出的特点；
2）技术突出的传统军工单位和经营机制突出的民营企业是惯性导航产业链中游的“绝代双骄”。
投资建议
惯性导航行业主要新三板公司和上市公司为 七维航测（430088.OC）、星展测控（831244.OC）、中天引控（836713.OC）、耐威科技（300456.SZ）、星网宇达（002829.SZ）、晨曦航空（300581.SZ）。
我们挑选出了惯性导航新三板公司七维航测（430088.OC），给予买入评级。预计2016-2018年归属母公司股东净利润分别为61.80、72.80、75.79百万元，对应EPS分别为0.95、1.12、1.16元/股，按照2017年2月7日收盘价15.30元计算，对应PE分别为16.14、13.70、13.16倍。
风险提示
国家秘密泄密及技术泄密的风险；资质风险；业绩大幅波动风险；客户较为集中风险；市场竞争风险；军品市场需求不确定的风险；核心技术人才流失风险。
正文
一、惯性导航细分行业发展状况
1、惯性传感器（如陀螺仪、加速度计）为核心器件，对系统精度起决定性作用
惯性导航系统定义：利用陀螺仪和加速度计为传感元件，通过测量惯性空间的旋转角速度和线加速度，根据经典的惯性力学原理建立空间三维运动方程，实时解算载体的速度、位置、姿态等运动全部参量。
基本工作原理：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。
惯性导航系统实现对运动载体的导航定位主要依赖于陀螺仪、加速度计等惯性传感器及导航解算软件。例如，可将惯性导航设备直接固定在基座上随运动载体（如飞机）一起运动，加速度计和陀螺仪直接测量运动载体坐标系的比力加速度和旋转角速率，然后由导航解算软件根据测得的角速率进行积分运算解算出姿态矩阵并提取运动载体姿态信息，最后，导航解算软件利用姿态矩阵将加速度计测得的比力加速度信息变换到导航坐标系上计算出载体的速度和位置。
陀螺仪及加速度计等惯性传感器为惯性导航系统的核心器件，分别用于测量运动载体的角速度和加速度，对系统精度起决定性作用； 导航解算软件为数据处理系统，对经由惯性传感器采集的速度、位置、姿态等输入数据进行计算处理并输出。惯性导航产品主要包括 惯导系统、姿态参考系统、惯性测量单元等。
惯性传感器是导航定位、测姿、定向和测量载体运动参数的重要部件，可分为角速率陀螺和线加速度计两大类，惯性传感器产品包括陀螺仪、加速度计、磁罗盘和倾斜传感器等。
2、MEMS惯性传感器逐渐成为主流，但应用瓶颈在于精度不够高和批产能力欠缺
根据陀螺仪不同，惯性导航系统分类如下：机械陀螺、光纤陀螺、激光陀螺、MEMS（微机械）陀螺。根据惯性导航系统的力学编排实现形式又可以分为：平台式惯导系统和捷联式惯导系统。
在导航定位运用中，陀螺仪通过测定运动载体的角速率可提供运动物体转弯角度和航向指示，供运动物体寻找并跟踪地理子午面，指示地垂线，稳定载体及保持给定姿态稳定等功能。目前， 激光陀螺仪、光纤陀螺仪、MEMS陀螺仪被普遍使用，而机械陀螺仪业已被淘汰。
MEMS惯性传感器逐渐成为主流。MEMS惯性传感器是继传统机械式惯性传感器、光学惯性传感器（光纤/激光）之后的第三代惯性传感器，是实现高精度、高可靠性、低成本、小型化、数字化、高负载、应用领域更加广泛的导航系统的关键部件，代表着惯性传感器的重要发展方向。除了传统惯导领域，可广泛应用于制导炮弹、智能弹药引信等新市场，空间新增近百亿。
MEMS，即Micro Electro Mechanicalsystems的缩写，即微电子机械系统，简称为微机电或微机械，是指在微米操作范围内将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工艺技术及相应的集成系统。MEMS生产使用了包括体硅微机械加工和表面硅微机械加工在内的微细加工技术，并结合沉积、光刻、键合、刻蚀等集成电路工艺，在硅片上实现微型机械三维结构的构建，在保留器件机械性能的基础上大幅缩减了机械体积、降低了能耗并提高了机械可靠性，同时可批量生产，大幅降低生产成本。
MEMS惯性传感器的应用瓶颈在于精度不够高、工业化的批量生产能力欠缺。目前，基于MEMS技术的微陀螺精度还不是很高（温度补偿后的精度在1°/s-10°/h），与光纤陀螺还存在数量级的差距，因此在军用上目前主要针对航姿系统和制导弹等。同时，高精度的MEMS惯性传感器尽管在一些先进技术演示验证项目上取得了很好的结果，但是还没有进入批量生产阶段。
在军用领域，MEMS技术已在安全与引信、飞行控制、遥测通信等方面得到应用。在民用领域，MEMS惯性传感器在汽车工业、农业、消费电子等都有很大的应用空间。
3、惯性导航系统自主性强、可靠性高、动态性能好，具有不可替代性
以惯性技术来对运动体的姿态、位置、速度及轨迹等信息进行感知和测量，具有自主性强、抗干扰能力强、不依赖外界信号、安全可靠、适应全天候、输出信息全面、动态性能好等特点。因此，惯性技术在发展之初首先在导航领域得到了大规模的应用，成为航空、航天、航海等领域不可或缺的重要技术。以导航领域为例，相比较于目前常用的卫星导航，惯性导航在技术原理、实现方式与基础器件等方面均有所不同。即使在卫星导航大规模发展应用的今天， 惯性导航仍然因其自主、高动态等重要特性而具有不可替代性，主要用于对运动安全性和运动机动性要求高的场合和领域。
4、惯性导航技术是现代国防系统的核心和关键技术产品，广泛应用于平台武器系统、航天器等
惯性导航系统在卫星导航系统失灵或关闭的情况下仍能实现导航功能，惯性导航技术是决定载体运行、运行安全、运行控制的核心关键技术，是战斗机、巡航导弹、战术导弹、洲际导弹、核潜艇、水面舰艇、地面战车等平台武器系统及卫星、飞船、航天飞机、运载火箭等航天器的必备导航设备，在国防科技中占有重要地位，是衡量一个国家科学技术和军事实力的重要标志之一。在平台武器系统中，惯性导航系统主要用于定向定位、航路制导、运动隔离和稳定等；在航天和空间探索的航天器中，惯性导航系统在远离主控站时，还有能力进行自身定位和姿态稳定。
此外，随着惯性导航技术的不断发展及市场需求的驱动，惯性传感器的类型不断更新换代及推陈出新，功能日益完善，价格及成本均持续降低，惯性导航产品已扩展到各种工业应用、仪器设备及消费电子等诸多民用领域，特别是随着MEMS惯性传感器的发展及成熟应用，其在民用及消费类电子市场具有广阔前景。
5、惯性导航技术将向高精度、高可靠性、应用领域不断深入方向发展，行业集中度将进一步提高
从导航技术而言，其经历了天文导航、无线电导航、卫星导航和惯性导航四个发展阶段。其中， 卫星导航和惯性导航是目前最主流的导航技术。
惯性导航技术的发展历程则可以分为4个阶段：
惯性导航技术未来的发展趋势主要体现在：（1）高精度、高可靠性为军工应用领域主要发展方向；（2）新技术及工艺的变革推动新型惯性传感器及系统不断涌现，并将引领惯性技术行业的发展方向， 其中：MEMS惯性传感器在保留MEMS器件及系统体积小、重量轻、成本低、可靠性高的基础上，精度将有所突破，有望达到中低精度光纤陀螺水平，工业化的批量生产能力将得到改善，MEMS惯性传感器适中的精度和突出的性价比将有效拓展其应用领域，进一步推动惯性技术的产业化进程；（3）应用领域持续拓展，应用产业蓬勃发展；（4）客户需求多样化，行业集中度将进一步提高， 行业参与者的技术创新能力，以及将贴近市场需求的研发成果转化为标准化产品的产业化能力将成为能否赢得竞争的关键。
二、惯性导航系统军用和民用市场分析
1、军工领域对惯性导航系统具有切实需求，2017军用市场规模有望达到335-342亿元
航天市场是惯性导航系统应用最广泛的领域。各个国家从导航产品研发之初就立足于使用惯性导航系统作为其主要核心导航制导传感部件， 因此航天领域所有导航系统都有惯性导航系统的持续性需求。
航空领域，国产飞机系列化研制的推进、通用航空的开放、以及军民用无人机需求的扩展，带动惯性导航系统引来快速成长期，市场增量空间巨大。国内各大航空部门惯性导航系统研制企业大力开发惯性导航系统，并且批量装机。
海军向深蓝迈进，远洋行业也将为惯性导航带来巨大的需求量。在我国远洋经济发展和海军走向蓝色海洋的推动下，远洋航行和作业对惯性导航的需求势必增加，而且一艘舰艇除舰船自身需要至少一套惯导系统或组合惯性导航系统外，舰船上的其他稳定平台也离不开惯性导航系统，因此惯性导航系统在航海/海军市场也有巨大的潜力。
我国陆军的发展方向也是陆军战车和陆用航空兵等都配备惯性平台和测量系统。在武器系统制导化趋势的推动下， 制导弹药的需求愈来愈高，而制导弹药也需采用惯性系统，陆军武器对惯导系统有着巨大的需求，市场前景良好。
根据惯性导航技术专家在《惯性技术在军民市场应用前景与展望》一文中的分析与预测，在国防领域，在中国全面加强军队现代化、正规化建设的背景下，惯性导航及控制系统作为国防信息化建设的基础，市场需求将稳定快速增长，2015年我国用于研发及国防装备的惯性产品市场容量将达到293亿元。按照全国人大对2016年军费预算增长率估计在7%~8%计算，2017年我国用于研发和国防装备的惯性产品市场规模将达到约335~342亿元。
2、技术进步及成本压缩将推动惯性导航系统在民用领域的普及应用，市场增量空间巨大
随着惯性导航技术的不断发展及市场需求的驱动，惯性传感器不断更新换代及推陈出新，功能日益完善，除国防装备等特殊领域外，惯性传感器已扩展到各类工业应用、仪器设备及消费电子等诸多民用应用领域。
在 民用无人机领域，随着无人机在遥感测绘、边海防、森林防火、管道巡线、应急救灾、警务执法等领域的推广应用，惯性导航系统作为无人机导航系统的基础，市场需求将逐步开发；在 石油勘探领域，复杂地况的勘探和开发需要精度更高、性能更加可靠的石油测斜仪器，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，在我国石油勘探领域也得到了较好的推广和应用；在 交通测量领域，电子路考逐渐采用智能化电子路考系统，该系统集成了计算机技术、自动控制、卫星定位、惯性导航及数字化通信技术，将为惯性导航产品带来数亿元的市场空间，另外随着高度铁路运营里程的不断延伸、既有铁路和城市地铁及轻轨的快速发展，轨道检测设备的市场需求亦不断增长，相关惯性技术应用产品市场前景广阔。此外，民用航空市场中公务机制造、航空拍摄等需求的增长也为惯性导航产品提供了相应的市场。
在精度要求较低的汽车和消费电子等民用消费类市场，具有成本低及微型化特点的MEMS传感器逐渐得到广泛运用，根据权威的半导体行业市场研究机构Yole Development统计及预测数据， 全球MEMS传感器市场规模将从2011年100亿美元增长到2017年的210亿美元，年复合增长率约为13.16%。
以目前全世界都在大力发展的光纤陀螺为例，因具备质量轻、体积小、成本低、精度高、可靠性高等优势，正在逐步替代其他类型的陀螺，已成为现代航空、航海、航天等工业应用中广泛使用的一种惯性导航仪器。根据市场研究机构ElectroniCast于2014年2月发布的统计及预测数据， 全球光纤传感器市场消费规模将从2013年18.90亿美元增长到2017年的39.70亿美元，年复合增长率约为20.39%。
3、军民融合战略的推进，导致国内惯性导航市场竞争加剧
由于军事禁运和技术封锁，在军用领域不存在国内外惯性导航产品的竞争问题。在激光陀螺仪方面，仅美国、法国、俄罗斯、德国及中国等少数国家可研制并量产；在光纤陀螺仪方面，美国一直保持领先地位，日本在中低精度陀螺应用方面位居世界前列；在MEMS陀螺仪方面，美国Darpa实验室、Honeywell公司所生产的陀螺仪的偏置稳定性、定位精度处于世界领先水平。但惯性导航技术广泛应用于国防领域，具有重要的军事价值，欧美一些国家在惯性导航产品方面经费投入较大，研究起步较早，技术及产品优势明显，但对中国实施严格的技术封锁及禁运措施。相对而言，我国惯性导航产品在技术水平和产品性能方面与发达国家还存在不少差距。因此，惯性导航产品在军品领域暂不存在国外产品的竞争问题，主要是国内各企业和产品之间的竞争。
随着我国军民融合战略的推进，惯性导航系统的竞争将会逐步加剧。由于国内航天、航空、船舶、兵器各领域都有对应的专业研究单位，各专业研制单位形成了在行业内部担负着一定国家重点任务，在行业内有一定相对优势，相互并行分工又相互交叉的竞争局面。早期，我国在国防领域从事惯性技术产品研发及生产的企业主要为航天三十三所、航天十三所、航空六一八所、船舶七零七所、兵器导控所等几家军工研究所，并且主导该领域的市场竞争格局。国家近年来颁布多项政策，鼓励和引导民营企业参与军品科研生产任务的竞争和项目合作，因此目前竞争环境已经逐步打破行业垄断界限，部分民营公司依靠自身技术优势和相对灵活的经营机制谋取市场发展机会，借力资本市场以获得快速发展，并逐渐奠定在国内惯性导航产业中的相对领先地位，目前已形成相互竞争的格局。 惯性导航产业的发展演变将为未来的民营企业参与军工领域提供借鉴，从产业链上游切入，阻力相对较小，是军民融合的典范。


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