1、 1 1 行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 通信 2022 年 06 月 05 日 汽车智能化的从 0 到 1， 高精度定位全景结构 看好 高精度定位行业系列一暨智联汽车系列深度二十三 相关研究 海外激光雷达厂商进展：新增车厂订单，量产稳步推进 -激光雷达行业系 列 五 暨 申 万 宏 源 通 信 周 报（2022/5/16-2022/5/20） 2022 年 5月 22 日 模组公司齐增长，物联网整体需求景气持 续 - 申 万 宏 源 通 信 周 报（2022/5/9-2022/5/13） 2022 年 5月 14 日 证券分析师 朱型檑 A0230519060004 联系人 刘

2、菁菁 (8621)23297818转 本期投资提示： 乘用车高精度定位属于典型的“0 到 1”环节，随着自动驾驶等级提升，乘用车高精度定位配置的必要性越来越凸显。卫星导航定位是各种定位方式中的一种，独特性在于能够提供绝对的精确位置信息，卫导与其他定位技术结合的组合定位将成主流。乘用车高精度定位正在随着自动驾驶级别的演进获得增量市场，也就是往往在 L3 及以上级别感知需要配置，目前在车上没有普遍配置，处在从无到有的阶段。 衡量卫惯组合高精度定位系统性能的指标较多，对高精度定位系统供应商而言需要平衡各项性能指标的表现及成本，我们认为在硬件主要依靠外采的基础上，做好卫惯组合系统的关键和难点主要体现在

3、算法能力上。由于行业处于初期，而参与厂商背景和擅长之处均有差异，暂未形成一致的路径方案，预计后续方案差异化带来的系统能力差异会体现地较为明显。建议关注卫导能力较强的厂商，在算法层面能够改善的程度可能较高。我们总结关键性能指标包括：1）基础指标：水平精度、高程精度、固定率（可用性） ；2）影响性能的重要指标：稳定性、天线适配度；3）进阶型指标：完好性、是否车规级。 车载高精度定位终局未定。由于乘用车高精度定位处在非常早期的产业阶段，目前技术路径和产品方案呈现多元化。高精度定位方案多元化体现在： （1）产品硬件形态可能多样化，或从器件级为主，向板卡级、芯片级演变。 （2）高精度定位能力可能与其他能

4、力组合或结合，高精度地图、高精度定位和 V2X 能力三位一体的服务将成为市场主流之一。 （3）组合导航算法的主从关系设计方案差异化。 我们对中期 2025 年、长期 2030 年乘用车组合定位产品市场空间进行测算。2025 年，我们预计国内车载组合定位产品全球市场规模约 60 亿（假设包括：25 年 2500 万辆乘用车，高精度/低精度定位渗透率 15%/40%，高精度/低精度定位产品单价 800/300 元），2030年预计达到 90 亿，2025-2030 年累积市场空间约 595 亿。该测算基于当前对技术路径、产品单价的判断，未来随着行业逐渐成熟需持续动态调整。 建议关注乘用车高精度定位

5、行业目前具备较强能力的华测导航、导远电子、北云科技。根据类型我们将参与车载组合定位的厂商大致分为四个类别： （1）卫导起家的厂商：华测导航、北云科技等； （2）惯导起家的厂商：导远电子、星网宇达、华依科技； （3）定位服务商：千寻位置、六分科技（四维图新） ； （4）通信和定位模组厂商：移远通信、广和通等。 风险提示：终端车企出货量不及预期，或汽车智能化进程不及预期；产品技术方案落后的风险；部分核心元器件依赖外采的风险。 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 2 2 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 2 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资分

6、析意见 随着自动驾驶等级提升，乘用车高精度定位配置的必要性越来越凸显。卫星导航定位是各种定位方式中的一种， 独特性在于能够提供绝对的精确位置信息， 卫导与其他定位技术结合的组合定位将成主流。 乘用车高精度定位属于典型的“0 到 1”环节。正在随着自动驾驶级别的演进获得增量市场，也就是往往在 L3 及以上级别感知需要配置，目前在车上没有普遍配置，处在从无到有的阶段。 乘用车高精度定位行业目前具备较强能力的主要参与者包括华测导航、导远电子、北云科技，领先厂商已经具备较为成熟产品和一定商用经验。 原因及逻辑 高精度定位是自动驾驶重要一环， 高精度定位车载硬件设备能够为高级别自动驾驶乘用车提供亚米级至

7、厘米级的高精度位置信息。 未来自动驾驶定位市场格局未定， 预计在较长一段时间内高精度定位（主要指厘米级）和低精度定位（主要指亚米级） 将共存。 我们对中期 2025 年、 长期 2030 年乘用车组合定位产品市场空间进行测算。 2025年，我们预计国内车载组合定位产品全球市场规模约 60 亿，2030 年预计达到 90 亿。 有别于大众的认识 我们总结四大差异化认知： 一、 市场对车载高精度定位产品是否会大规模应用存疑，我们认为无论从产品成熟度和大批量应用成本来看， 还是从终端车企意愿来看， 高精度定位将作为高级别自动驾驶感知层的硬件冗余做普遍配置，将成为 L3 以及上自动驾驶车辆的标配。 二

8、、 市场可能认为组合定位产品元器件依赖外采，高精度定位供应商核心竞争力不足，竞争格局可能混乱。我们认为（1）高精度组合定位算法是难点，包括 RTK 算法、IMU 算法和融合算法，有能力做好核心算法需要长期积累； （2）高精度定位产品性能有多重维度考核指标，并非仅考验精度，也是对相关厂商综合能力的考验； （3）产业格局已经初步确立，目前正处在定点的高峰期，此后新进入者机会不大。 三、 市场对车载高精度定位产品形态和演进趋势，尤其是集成化趋势对高精度定位的影响存在疑问。目前高精度定位处在量产的早期阶段，尚未形成非常标准化的产品，未来演进确实存在一定不确定性。 但我们认为相关供应商的专业能力在多种方

9、案下均能发挥能力，且车企需衡量投入资源和回报率，高精度定位产品难以被完全集成。 四、 市场发现可能较多厂商涉及高精度定位相关产品， 实际上几种类型供应商的产品、能力、定位有较大差异，我们将相关公司进行梳理，分为四大类：卫导起家的厂商、惯导起家的厂商、定位服务商、通信和定位模组厂商，我们建议关注这些厂商能力边界和实际定点情况。 rQsNnMpMzRmRoMoNvMsQrQ8O9R8OpNoOsQpNfQmMrPjMqQoQ8OoPnNNZmMtPuOqQqQ 3 3 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 3 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 1. 乘用车高精度定位方案多样

10、，组合定位将成主流 . 6 1.1 卫惯组合方案优势显著 .6 1.2 重视卫惯组合系统算法能力对性能的影响 . 11 2. 组合导航产业链成熟，中下游机会开始展现. 15 2.1 随基础建设完备，我国组合导航应用能力提升 . 15 2.2 惯导系统复盘：追赶海外进行中 . 18 3. 从 0 到 1：终局未定，潜在空间可观 . 22 4. 相关公司：参与者丰富，关注实际定点情况. 27 4.1 卫导起家的厂商：华测导航、北云科技等 . 28 4.2 惯导起家的厂商：导远电子、星网宇达、华依科技 . 32 4.3 定位服务商：千寻位置、六分科技 . 34 4.4 通信和定位模组厂商：移远通信等

11、 . 37 目录 4 4 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 4 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1：RTK 定位技术原理 . 7 图 2：INS 定位技术原理 . 8 图 3：VINS 基本框架 . 9 图 4：华测导航高精度组合定位产品结构示意图 . 9 图 5：惯性导航系统在整体导航系统中的位置 . 10 图 6： GNSS+INS 定位技术原理 . 11 图 7：高精度定位产品性能有多重维度考核指标 . 12 图 8：松耦合算法示意图 . 13 图 9：紧耦合算法示意图 . 13 图 10：深耦合算法示意图 . 14 图 11：北云科技深耦合组

12、合导航技术使原始观测量精度提升 2-5 倍 . 14 图 12：北云科技深耦合实测结果（高架环岛恶劣环境下） . 15 图 13：北斗三代系统演进路径，服务范围和服务能力持续提升. 16 图 14： 组合导航系统产业链 . 16 图 15：我国卫星导航与位置服务产业总产值及增速（亿元，%）. 18 图 16：国外陀螺技术发展阶段 . 20 图 17：国外加速度计技术发展阶段. 20 图 18：国外陀螺发展现状 . 20 图 19：国外加速度计发展现状 . 20 图 20：20192025 年高端惯性传感器主要细分领域的市场预测. 21 图 21：2019 年惯性传感器组合市场竞争格局 . 21

13、 图 22：2019 年主要地区的高端惯性传感器市场规模及市场领导者 . 22 图 23：通信行业汽车电子相关环节和标的梳理 . 23 图 24：2020-2025 年中国自动驾驶高精定位市场规模（单位：亿元）. 25 图 25：高精度定位系统量产面临多重工程挑战 . 27 图 26：华测北斗地基增强系统+GNSS/INS 组合导航系统 . 29 图 27：北云科技拥有自主研发并批产应用的高精度定位芯片 . 30 图 28：北云产品从整机到贴片式模块，体积不断缩小 . 30 5 5 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 5 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 图 29：天

14、宝板卡级产品矩阵较全 . 31 图 30：导远与业内公司建立广泛合作关系. 32 图 31：千寻“FindAUTO”定位引擎+差分改正服务. 34 图 32：千寻知寸-FindCM 厘米级高精度定位服务资费 . 35 图 33：千寻位置乘用车高精度定位推荐硬件组合. 35 图 34：千寻智能驾驶车端合作客户. 36 图 35：六分科技智能驾驶高精度定位解决方案架构图 . 37 表 1：自动驾驶定位方案比较 . 6 表 2：不同自动驾驶等级所需的惯性导航情况 . 8 表 3：GNSS 与 INS 优劣势对比 . 10 表 4：松耦合、紧耦合、深耦合性能比较 . 12 表 5：惯性导航陀螺仪分类与

15、性能比较 . 19 表 6：各车厂高精度定位方案梳理 . 24 表 7：2025/2030 年国内和全球乘用车定位产品市场空间测算. 25 表 8：各厂商车载组合导航产品一览 . 27 表 9：高精度定位重点公司估值表 . 38 6 6 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 6 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 1. 乘用车高精度定位方案多样，组合定位将成主流 随着自动驾驶等级提升， 乘用车高精度定位配置的必要性越来越凸显。卫星导航定位是各种定位方式中的一种， 独特性在于能够提供绝对的精确位置信息， 卫导与其他定位技术结合的组合定位将成主流。 本报告重点关注高精度定位车

16、载硬件设备 （目前以定位盒子 P-BOX， Positioning Box硬件形态为主） ，能够为高级别自动驾驶乘用车提供亚米级至厘米级的高精度位置信息。 1.1 卫惯组合方案优势显著 高精度定位是自动驾驶的重要一环，目前常见的定位技术有：以全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）为代表的卫星信号定位、以惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS）为代表的惯性定位、以激光雷达及摄像头为代表的环境特征匹配定位。 各种自动驾驶定位方案各有优劣，能够进行互补：卫星导航方案能实现全天候、高精度的定位，但由于依赖卫

17、星信号，在信号丢失、电磁干扰等环境下有断连风险；惯性导航方案无外部依赖，不受干扰，但存在累计误差，无法长时间使用。环境特征匹配的主要方法如视觉和激光雷达，在用于绝对定位时依赖高精度地图，在环境变化时存在定位不准确风险，并且传感器也易受天气、环境、光线等条件影响。 表 1：自动驾驶定位方案比较 GNSS IMU 视觉 激光雷达 定位模式 绝对 相对 绝对（有地图） 相对（无地图） 绝对（有地图） 相对（无地图） 误差增长 O(1) O(T2) O(1)，有地图 O(T)，无地图 O(1)，有地图 O(T)，无地图 优点 全天候，高精度 无外部依赖 低成本 高精度 缺点 信号阻挡、电磁干扰、频率低

18、 累积误差大 施工环境变化，地图大 施工环境变化，光照变化，遮挡等 资料来源：Apollo，申万宏源研究 （一）卫星信号定位 卫星定位优势在于能够为车辆提供绝对位置信息， 且定位精度高。 卫星信号定位主要基于全球卫星导航系统（GNSS） ，GNSS 定位的基本原理是利用卫星至地面接收站的距离，通过距离交会的方式来确定地面的位置，定位时通常需要四颗卫星同时观测，其中三颗卫星用于确定三轴坐标分量，还有一颗用于计算时间修正量。由于卫星误差、轨道误差、电离层和对流层误差等的存在，单纯 GNSS 的定位精度只有米级，无法满足高等级自动驾驶对厘米级定位的需求。 7 7 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各

19、项信息披露与声明 第 7 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 为提高定位精度，GNSS 在应用中多结合载波相位差分技术（Real-Time Kinematic，RTK） 。RTK 建立在实时处理两个测站的载波相位基础上，利用地面参考基准站、流动站、通讯基站以及可以接收到卫星信号的解算卫星来消除传输中的误差和接收机本身的误差， 从而获得极高的定位精度，位置和高度测量精度一般都在 2-3 厘米。 图 1：RTK 定位技术原理 资料来源：C114 通信网，申万宏源研究 卫星定位缺点在于部分遮挡场景下性能差且输出频率较低。GNSS 结合 RTK 技术后在定位精度上实现了从米级到厘米级的升级，但是在隧

20、道、密集建筑、树荫等场景下很难准确输出定位数据，在无网络通讯的情况下也难以获得参考基准站 RTK 的差分数据，且其定位数据输出频率通常为 5/10hz，短期定位精度较低。 （二）惯性定位 惯性导航（Inertial Navigation System，INS）是通过测量加速度来解算运载体位置信息的自主导航定位方法，包括惯性测量单元和计算单元两部分。 该方法具备不与外界交互而自主独立工作的能力，惯性导航系统能实时、准确地测量位置、加速度及转动量（角度、角速度）等信息，是唯一可输出完备六自由度数据的设备。 8 8 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 8 页 共 39 页 简单

21、金融 成就梦想 图 2：INS 定位技术原理 资料来源：智能网联汽车高精度卫星定位白皮书 2020，申万宏源研究 惯性测量单元 IMU （Inertial Measurement Unit， IMU） 是融合了陀螺仪、 加速度计、磁力计和压力传感器的多轴组合。 加速度计及陀螺仪是惯性导航系统的核心器件， 每套 IMU通常包含 3 组陀螺仪和加速度计。 表 2：不同自动驾驶等级所需的惯性导航情况 产品类别 精度要求 应用场景 L3 有条件自动化 惯导+轮速 50cm 智能巡航、拥堵巡航、遥控泊车 L3-L4 高度自动化 惯导+GNSS+轮速 10-30cm 城市巡航、高级拥堵巡航、代客泊车、固定

22、路线泊车 L4-L5 完全自动化 惯导+GNSS+轮速+冗余 10cm 高度甚至完全无人驾驶 资料来源：头豹研究院，申万宏源研究 根据构建导航坐标系方法的不同，可分为平台式惯性导航和捷联式惯性导航两类， 捷联式逐渐成为主流。 平台式惯导模拟导航坐标系统， 将加速度计安装在由陀螺仪控制的稳定平台上；捷联式惯导采用数学算法确定导航坐标系， 即将加速度计和陀螺仪直接安装在运载体上。 INS 优点在于不受外部干扰，输出频率高，缺点在于存在累积误差。可以输出大于100HZ 的高频率定位，长期定位精度较好，且不受气象、地理等外部条件影响，但是由于解算模块存在积分计算，因此存在累积误差，而且随着时间的增长，

23、误差会越来越大。 （三）环境特征匹配定位 环境特征匹配定位主要基于相机的平面影像（图片）和激光扫描雷达（LiDAR）的三维影像（点云） ，通过实时感知测量提取环境特征，并与预先采集制作的基准数据进行匹配，从而获取确定自动驾驶车辆的当前位置。 环境特征匹配定位的优点是在没有 GNSS 情況下也可以工作，缺点是需要预先制作地图基准数据，并且根据环境发生的变化需要定期更新地图数据。 9 9 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 9 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 在实际的应用中， 环境特征的定位系统都需要其它定位系统辅助给出初始位置， 从而实现在限定区域中匹配环境特征。视觉

24、-惯性导航定位技术(visual inertial navigation system, VINS)是一种利用视觉传感器和惯性传感器实现载体的自定位和周围环境感知的无源导航定位方式， 可以在全球定位系统拒止环境下实现载体 6 自由度位姿估计。 视觉和低精度惯性传感器具有体积小和价格低的优势， 得益于二者在导航定位任务中的互补特性， 视觉惯性导航系统引起了极大关注，在移动端的虚拟现实 VR、增强现实 AR 以及无人系统的自主导航任务中发挥了重要作用。 图 3：VINS 基本框架 资料来源：头豹研究院，星网宇达招股书，申万宏源研究 VINS 在简单环境中具有良好表现，然而对 VINS 有巨大应用需

25、求的场景往往包含非理想环境。目前的 VINS 对环境变化的鲁棒性较差，无法满足部分应用需求。 （四）组合定位（主要关注卫惯组合定位） 出于系统安全性和单一定位方式局限性考虑， 往往采用组合定位实现高精度定位。 由于单种定位方案均存在自身的优劣势， 在高级别自动驾驶技术方案中， 为了最大限度的提升系统的安全性， 保证能够覆盖更多的驾驶场景， 往往采用组合定位的方法， 从而达到优势互补、提高稳定性和获取更高精度的定位结果的目的，卫惯组合定位（GNSS+IMU）则是现阶段应用较广泛的高精度定位方案。 图 4：华测导航高精度组合定位产品结构示意图 资料来源：华测导航官网，申万宏源研究 1010 行业深

26、度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 10 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 惯性导航在部分方案中可以作为定位信息融合中心。 由于惯导可以在车辆运行中提供连续测量信息，可以将视觉传感器、雷达、高精度定位等感知数据进行深度融合，具备自动驾驶汽车导航传感器信息融合中心的潜力。 图 5：惯性导航系统在整体导航系统中的位置 资料来源：头豹研究院，星网宇达招股书，申万宏源研究 高精度组合导航定位已经成为自动驾驶的“刚需” 。隧道、城市峡谷、高架、地下车库一直是车载定位的痛点，原因是当车辆行驶在以上复杂环境中，卫星信号被遮挡或干扰，导致定位精度的下降，甚至形成定位的盲区。而惯性+GPS

27、组合导航系统可以解决这些痛点问题，惯导恰好可以弥补卫导定位的短板。通过惯导信息对 GPS 定位数据的平滑，可有效遏制轨迹漂移问题，室外定位轨迹更加连续、平滑；利用惯导推算可实现较长时间的自主、准确定位。 通过 GPS 导航信息， 能修正惯性导航系统的误差， 有效抑制惯性导航系统的误差发散，由此提高整个导航系统的精度。一般情况下，可以通过卡尔曼滤波算法、互补滤波算法或神经网络等算法来进行两个导航系统的数据融合， 获得最佳的导航结果。 当 GPS 无法工作时，单独利用惯性导航依然能够确保系统在较长时间内的正常工作。 表 3：GNSS 与 INS 优劣势对比 卫星导航定位系统 GNSS 惯性导航定位

28、系统 INS 定位模式 绝对 相对 组成 射频前端、信号捕获、信号跟踪、RTK 解算 惯性测量单元：加速度计、陀螺仪 计算单元 ：姿态解算单位、积分单位、误差补偿单元 数据输出频率 低 高 短期精度 低 高 长期精度 高 低 抗干扰性 受信号、场景影响大，抗干扰性较差 不受气象、地理、信号的限制，抗干扰性强 输出信息 位置、方向、速度 位置、方向、速度、姿态、航向 成本 低 高 资料来源：头豹研究院，申万宏源研究 1111 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 11 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 1.2 重视卫惯组合系统算法能力对性能的影响 衡量卫惯组合高精度定位系

29、统性能的指标较多，对高精度定位系统供应商而言需要平衡各项性能指标的表现及成本，我们认为在硬件主要依靠外采的基础上，做好卫惯组合系统的关键和难点主要体现在算法能力上。由于行业处于初期，而参与厂商背景和擅长之处均有差异，暂未形成一致的路径方案，预计后续方案差异化带来的系统能力差异会体现地较为明显。建议关注卫导能力较强的厂商，在算法层面能够改善的程度可能较高。 尽管元器件较多依靠外采，但是产品性能指标考核维度多，对相关厂商而言考验算法能力，并非简单的组装。 我们总结关键性能指标包括：1）基础指标：水平精度、高程精度、固定率（可用性）；2）影响性能的重要指标：稳定性、天线适配度；3）进阶型指标：完好性

30、、是否车规级。 图 6： GNSS+INS 定位技术原理 资料来源：头豹研究院，申万宏源研究 1212 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 12 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 图 7：高精度定位产品性能有多重维度考核指标 资料来源：申万宏源研究 卫惯组合产品考验的算法主要有三个，RTK 算法、IMU 算法和融合算法，其中 RTK 和融合算法对定位结果的影响差异比较明显，除此之外还有 MCU 处理算法。 RTK 算法方面，目前较多厂商在 RTK 算法展开自研，该算法自研的积累对融合算法能力能够起到重要补充，在主流方案里可以视 RTK 算法为基础和底层的算法。根据华为

31、智能汽车解决方案 BU 政策与标准专利部定位技术专家张国龙在“中国车谷 2021 智能汽车产业创新发展论坛”上的演讲：华为在 RTK 算法领域进行自研，再利用 IMU、激光雷达或者视觉匹配的定位提高定位的精度和可靠性。 当然 IMU 及其它传感器也需要卫星导航 RTK 全局定位信息进行辅助，提高其测量精度，所以各个传感器不再是独立测量定位，再融合，而是在测量过程中，相互依赖，互相支撑。 组合融合算法方面，GNSS+INS 的组合方式根据信息交换或组合程度的不同，主要可分为松耦合、紧耦合和深耦合（也有非耦合和超紧耦合一说） 。 表 4：松耦合、紧耦合、深耦合性能比较 松耦合 紧耦合 深耦合 信息

32、融合深度 浅（GNSS 导航结果） 中（GNSS 观测量） 深（GNSS 信号） 定位精度 低 中 高 定位稳定性 低 中 高 完好性 抗干扰能力差 少于 4 颗卫星持续更新 好，接收机观测质量改善 技术难度 容易 较难 复杂 系统成本 高（一般需要战术级以上 IMU） 高（一般需要战术级以上 IMU） 中（一般 MEMS IMU 即可） 现状 低端商用 商用/军用 研究/军用 资料来源：北云科技，九章智驾，申万宏源研究 1313 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 13 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 GNSS/ INS 组合导航系统体系结构的不同主要表现在三个方

33、面：对惯性导航参数如何校正；使用什么类型的 GNSS 测量；INS 和组合导航算法如何辅助 GNSS 用户设备。根据组合结构的不同，通常将 GNSS/ INS 组合导航系统分类如下： 非耦合（uncoupled）系统是组合 GNSS 和 INS 最简单的方法，这里 GNSS 只是简单地以一定的时间间隔，重置惯性导航参数。已安装 INS 的飞机进行 GPS 改造时，常采用这种结构。严格来说，非耦合系统并不是真正意义上的组合。 松耦合（loosely coupled）采用的是 RTK 定位结果+IMU 原始数据来实现融合，在隧道、地下车库等完全无卫星信号的场景下与紧耦合、深耦合相当，但在有卫星信号

34、但是信号被遮挡的场景下，如城市峡谷等，定位效果不如紧耦合、深耦合。 紧耦合（tightly coupled）采用 RTK 定位结果+GNSS 的原始数据+IMU 原始数据。可以有效利用信号遮挡环境下的卫星观测数据，提升定位效果。紧耦合算法的实现需要厂家同时具备 RTK 定位算法和组合导航算法两种研发能力。 图 8：松耦合算法示意图 图 9：紧耦合算法示意图 资料来源：九章智驾，申万宏源研究 资料来源：九章智驾，申万宏源研究 然而紧耦合算法在 GNSS 原始数据质量较差时，仍然无法达到最佳效果。实际上，在林荫、楼宇遮挡等恶劣环境下，GNSS 容易出现频繁失锁、观测量跳变等异常现象，容易引发定位异

35、常。 深耦合（deeply coupled）在紧耦合算法的基础上，利用 IMU 原始数据辅助 GNSS信号捕获跟踪，通过 IMU 准确的相对多普勒变化信息辅助载波跟踪环路，提高恶劣环境下多普勒估计准确度，从而提高恶劣环境下载波相位、伪距等观测量的精度和连续性，减少观测量中断和跳变，从而有效提高组合导航精度和可靠性。另外，利用深耦合算法还可以有效检测出欺骗信号，保护组合导航设备不受干扰。 1414 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 14 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 图 10：深耦合算法示意图 资料来源：九章智驾，申万宏源研究 深耦合算法实现上最难，在城市峡谷中的

36、定位效果也是最好。深耦合算法的实现，除了需要具备紧耦合算法研发能力外，还需要具备 GNSS 射频和基带接收能力，目前只有自研RTK 芯片的公司可以做。据北云科技实测结果显示，深耦合（车规级组合导航单元 X2）相较普通的松耦合定位精度可提升 37 倍，较紧耦合定位精度可提升 25 倍。 图 11：北云科技深耦合组合导航技术使原始观测量精度提升 2-5 倍 资料来源：北云科技，申万宏源研究 1515 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 15 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 图 12：北云科技深耦合实测结果（高架环岛恶劣环境下） 资料来源：北云科技，申万宏源研究 2. 组

37、合导航产业链成熟，中下游机会开始展现 2.1 随基础建设完备，我国组合导航应用能力提升 如前文所述， 卫导和惯导进行高精度定位均有其优势将协同发展， 其中对于卫导而言，我国定位“基础设施”北斗系统的建成完备是应用发展的重要前提和保障。 北斗卫星导航系统是中国自主建设运行的重要时空基础设施。20 世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略： （1）2000 年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务。该系统不仅可提供区域导航定位，还能进行双向数字报文通信和精密授时，特别适用于需要导航与移动数据通信相结合的用户； （2）2012 年年底，建成北斗二号系统，向亚太地

38、区提供服务，建成形成采用无源与有源卫星导航方式相结合的区域卫星导航系统； （3）2020 年，建成北斗三号系统，向全球提供服务，建成采用无源与有源导航方式相结合的全球卫星导航系统。2021 年 10 月 14 日，在北斗卫星导航系统高峰论坛上，中国信息通信研究院发布了北斗高精度定位服务平台， 将民用应用的手机定位精度提高到 1.2米，而 1.2 米的高精度意味着车道级定位得以实现。 1616 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 16 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 以卫惯组合（GNSS+IMU）为代表的高精度导航系统的产业链可分为上游器件层、中游系统层和下游应用层。

39、国内具备惯性传感器研究和制造实力的多集中在军工企业，民营企业主要参与中游惯导系统设计和制造。 图 13：北斗三代系统演进路径，服务范围和服务能力持续提升 资料来源：北斗卫星导航系统官网，申万宏源研究 图 14： 组合导航系统产业链 资料来源：申万宏源研究 1717 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 17 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 （一）上游器件层 器件层主要包括 GNSS 元器件和惯性传感器，据头豹研究院数据，惯性传感器占总硬件成本的 70%-80%（预计该比例随技术和方案差异有较大波动）。 GNSS 元器件的核心部件有射频芯片和基带芯片，射频部分对微弱的模

40、拟信号进行接收、滤波、放大、变频，其性能决定了后续信号处理的效果，基带部分则实现对码信号的解算，其中相关器模块实现对码信号的“读取”。 惯性传感器的核心部件有陀螺仪和加速度计，陀螺仪用于测量物体旋转角度和快慢，加速度计通过测量加速度和重力来计算运载体的速度和位置。 （二）中游系统层 系统层包括 GNSS 模块和 INS 模块，两者组成卫惯组合导航系统，中游主要根据下游客户对卫惯组合导航产品的需求将上游厂商生产的惯性器件、GNSS 器件进行惯性技术测试，并根据参数及目标工作环境调整，最终进行系统集成形成能为下游终端用户直接应用的产品。国内知名厂商有华测导航、导远电子、北云科技等，国外知名厂商有

41、Ublox、意法半导体、霍尼韦尔等。 GNSS 接收机硬件部分主要包括卫导模块 （射频芯片、 基带芯片） 、 IMU 和处理单元，其中卫导模块和 IMU 为最核心且价值比例占比较大的部分，两者约占整体成本的七成，MCU 处理单元约占两成。 目前多数厂家的主流产品将一块卫导板卡（包括射频、基带和处理单元）和惯导模块（IMU 和处理单元）集成在一块大的 PCB 板上，加上自己的 RTK 及松/紧/深耦合算法，来提供零件级解决方案。 （三）下游应用层 我国卫星导航与位置服务产业增长态势良好， 2007 至 2021 年产业平均增速达 27.7%。根据中国卫星导航定位协会发布的2022 中国卫星导航与

42、位置服务产业发展白皮书我国卫星导航与位置服务产业总产值总体呈逐年增长态势， 2021 年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达 4690 亿元，较 2020 年增长约 16.3。 1818 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 18 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 具体来看，包括与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备、基础设施等在内的产业核心产值同比增长约 12.28%，达到 1454 亿元人民币，在总体产值中占比为 31%，增速高于上一年；由卫星导航应用和服务所衍生带动形成的关联产值同比增长约 18.20%， 达到 3236 亿元

43、人民币， 在总体产值中占比达到 69%。 产业链从中上游向下游转移，集成、应用与服务空间随产业成熟不断扩大。早期我国卫星导航与位置服务产业链产值主要集中在中游，主要包括终端产品或软硬件集成的系统解决方案。终端产品主要有 GNSS 接收机和 GIS 数据采集器等，系统解决方案包括位移监测系统、机械控制系统及驾考驾培系统等。2012 年，上中下游产值占比分别为 16%、72%和 12%；而 2020 年上中下游产值占比变为 9%、44%和 47%。产业链已呈现出向下游转移的趋势，一类是地面参考站系统提供的卫星信号增强服务，另一类则是基于位移测量形成的安全监控和健康监测数据服务。 在智能汽车领域，

44、2021 年汽车导航后装市场终端销量达到 477 万台， 汽车导航前装市场终端销量达到 681 万台，各类监控终端销量达到 317 万台。 2.2 惯导系统复盘：追赶海外进行中 惯导系统是乘用车导航定位的重要组成部分，对最终定位性能起重要作用，目前该领域国内处于技术追赶状态。惯导技术起源于海外，发展至今已有几十年历史，经历几代技术更迭，现 MEMS 惯导系统应用于车上已较为成熟，但中国在惯导技术上与国际领先水平存在差距。 惯性导航系统是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

45、。 图 15：我国卫星导航与位置服务产业总产值及增速（亿元，%） 资料来源：中国卫星导航定位协会，申万宏源研究 0 %10 %20 %30 %40 %50 %60 %050002500300035004000450050002006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021我国卫星导航与位置服务产业总产值(亿元)增速(%，右轴) 1919 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 19 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 根据陀螺仪的不同，可分为机

46、械（常用的为挠性陀螺、液浮陀螺）、光纤、激光、微机械（压电、震动等）等类型的惯性导航系统。 激光惯导精度最高，战略导弹、战斗机、直升机、潜艇和舰艇通常采用激光系统作为主惯导系统，成本为百万级别；光纤惯导精度整体略次于激光惯导系统，在卫星、中程导弹、直升机和教练机也有广泛应用，成本为几十万级别；MEMS 惯导系统精度相对较低，能够在短时间内保持高精度，但具备成本低、体积小的优势，在战术导弹、鱼雷等消耗性武器上有广泛的应用，成本为十万元级别。 表 5：惯性导航陀螺仪分类与性能比较 类型 主要应用级别 定位误差典型值 定向误差典型值 陀螺随机漂移范围 尺寸 常用应用领域 产品成熟度 价格 中国技术水

47、平 中国技术水平说明 激光陀螺仪（RLG） 中高导航级 小于1海里/小时 0.050.1 0.001-0.01/h 厘米级别 航空，航海， 陆用 高 高 较高 国防科大已实现该技术的突破，中国激光陀螺技术已达到国际领先水平 光纤陀螺仪（FOG） 中低导航级、航姿仪、稳定控制 1 海里/20分钟 0.21 0.002-1/h 可低至1-2cm 航空，航海， 陆用 高 中 尚可 中国光纤陀螺产能过剩，除高精度产品外基本已与国际水平持平 MEMS 陀螺仪 战术级航姿、角速率测量 20 米（与GNSS 组合） 0.41（与GNSS 组合） 0.01-500/h 厘米级别 导弹，消费品（军用占比约七成）

48、 中 低 较弱 中端产品的量产能力和良品率低于国际水平 半球谐振陀螺仪（HRG） 军用为主 1 海里/小时 - 最佳可达0.0001/h 约 5mm 军用为主 中 高 弱 与领先国家性能、质量、产能方面存在差距 资料来源：晨曦航空招股说明书，头豹，申万宏源研究 注：1、定位误差典型值指导航系统对载体的计算位置与载体的准确位置的统计误差，例如 2 海里/小时指飞机飞行 1 小时后，导航系统输出的位置与飞机实际所在位置的统计误差不大于 2 海里；2、定向误差典型值指导航系统对载体航向的输出值与载体航向准确值的统计误差，例如 0.05指导航系统输出的航向与飞机实际航向的统计误差不大 0.05。 精度

49、作为惯性技术的核心指标，始终指引着陀螺、加速度计以及系统技术的发展，同时牵引相关前沿科学技术在惯性技术领域的应用。光学陀螺技术目前处于最成熟阶段，未来其精度从战术级、 导航级逐渐延伸到战略级。 MEMS 陀螺目前已在战术级占据主导地位，后续在微纳米技术和微加工艺等发展的推动下，精度将覆盖导航级。 2020 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 20 页 共 39 页 简单金融 成就梦想 图 16：国外陀螺技术发展阶段 图 17：国外加速度计技术发展阶段 资料来源： 2019 年国外惯性技术发展与回顾 ，申万宏源研究 资料来源： 2019 年国外惯性技术发展与回顾 ，申万宏源

50、研究 陀螺仪的应用主要可分为商业级、战术级、导航级、战略级（零偏稳定性/比例因子稳定性由低到高）。不同类别陀螺仪由于成熟度、性能、成本的差异对应的应用场景不同。 陀螺仪未来的性能趋势来看，预计各类别产品的性能有不同程度提升，其中石英/硅振动式陀螺仪技术快速成熟，性能改善程度更明显。 图 18：国外陀螺发展现状 图 19：国外加速度计发展现状 资料来源： 2020 年国外惯性技术发展与回顾 ，Yole，申万宏源研究 资料来源： 2020 年国外惯性技术发展与回顾 ，Yole，申万宏源研究 2019 年，Yole 预估全球高端惯性传感器市场规模约达 32.4 亿美元， 属于应用很广且高度分散的市场