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全球车载组合导航产业链前瞻

一、行业趋势

L3+自动驾驶汽车标配车载组合导航有望成为大趋势，车载组合导航：实现了GNSS和IMU

的优势互补，当前开发和量产难度较大。

车载组合导航：GNSS+IMU，二者互补，共同满足定位精度和稳定性的要求，车载组合导

航：由“全球卫星导航（GNSS）+惯性测量单元（IMU）”构成的自动驾驶定位导航系统。

全球卫星导航（GNSS）：是以人造卫星作为导航台的无线电导航系统，通过GNSS接收机

或其它接收器接收卫星信号从而进行定位导航，它能为使用者提供提供全天候、高精度的位

置、速度和时间信息。

惯性导航（IMU）：以牛顿力学定律为基础、利用惯性测量单元（IMU）测量加速度从而

解算运载体位置信息的自主导航定位方法，能准确测量位置、加速度、角度等信息。

IMU不向外部辐射能量、不依赖于外部信息，因而具备不与外界交互而自主独立工作的能

力，车载组合导航：通过GNSS和IMU的优势互补，从而满足自动驾驶对定位精度和稳定性

的要求。

GNSS在卫星信号良好时可提供厘米级定位，但在地下车库等卫星信号微弱的场景下，

其定位精度会大幅下降。

IMU即使在复杂工作环境中或极限运动状态下也可进行准确定位，但其存在误差累计

问题，两者结合可实现应用场景和定位精度的互补。

此外，GNSS更新频率低（仅有10Hz，其延迟达100ms），不足以支撑实时位置更新，

IMU的更新频率＞100Hz（其延时＜10ms），可弥补GNSS的实时性缺陷。

产品形态：定位盒子是目前国内车载组合导航系统主要的产品形态，开发和量产难

度较高当前车载组合导航主要的产品形态是定位盒子（P-Box，PositioningBox），定位盒

子主要由GNSS单元、IMU单元、GNSS天线、MCU等构成。

车载组合导航系统的开发和量产难度较高，其中开发难度主要体现在将GNSS单元、IMU单

元、GNSS天线等耦合成产品的技术能力。

开发商在开发车载组合导航系统时需要先对GNSS/IMU单元（可以自产或者外购）、GNSS

天线等单独进行解耦，然后再耦合成组合导航系统。

耦合过程中需要使用耦合技术，耦合算法按照效果由高到低可分为松耦合、紧耦合和深

耦合，开发难度也由低到高。

实测结果显示，深耦合相较普通的松耦合定位精度可提升3~7倍，较紧耦合定位精度

可提升2~5倍。

大多数组合导航厂商只能掌握松耦合技术，定位效果较好的紧/深耦合算法成为车载组合

导航系统的开发难点。

二、产业链

上游器件层是产业链的核心部分，技术门槛高，当前主要依赖进口。

组合导航产业链分为三个环节，产业链上游参与主体为惯性传感器供应商（包括陀螺仪

供应商和加速度计供应商）及GNSS元器件供应商

产业链中游参与主体是IMU模块生产企业、GNSS模块生产企业及组合导航系统集成商；产

业链下游参与者为军用车、弹、航天、船舰等军工企业及无人机、自动驾驶等相关行业民

用企业。

其中，对于车载组合导航系统，其上游器件层对组合导航系统起到决定性作用，且其技

术门槛高，是产业链的核心部分，当前主要依赖进口。

上游器件层：GNSS板卡和MEMS陀螺仪的成本占比最高，自研突破是厂商实现降本的重要

途径GNSS元器件包括射频芯片、基带芯片、板卡、电子元器件等。

其中板卡占据GNSS模块成本的50-65%。惯性传感器主要包括陀螺仪、加速度计、磁力计、

压力传感器等，其中加速度计及陀螺仪是最核心的传感器，分别用于测量运载体的加速度和

角速度，对系统精度起决定性作用。

陀螺仪可分为4种，其中MEMS陀螺仪由于体积小、成本适中、性价比最高等特点，在量产

车组合导航等消费类市场中得到普及和应用。

MEMS陀螺仪与MEMS加速度计搭配使用，二者在惯性导航系统中的成本占比合计约50%，其

中陀螺仪价格往往高于加速度计。

（以三轴工业级MEMS陀螺仪及加速度计为例，其中陀螺仪价格约2-3万元，而加速度计价

格仅为陀螺仪的10%）。

L3+自动驾驶汽车标配车载组合导航有望成为大趋势，自动驾驶有3种定位方式，各有优

劣，单独使用均无法满足自动驾驶对定位系统的要求

三、自动驾驶常见的定位技术

自动驾驶常见的定位技术有3种：以卫星定位GNSS为代表的信号定位、以摄像头和激

光雷达定位为代表的环境特征匹