在上一篇《国产飞控机的突围：处理器篇》中，我们介绍我国处理器的现状以及主要公司、主要产品的性能特点。就飞控机系统而言，处理器是控制的核心，但是控制系统正常发挥作用，同样离不开各种传感器。就飞行控制而言，主要是一些MEMS器件，主要包括惯性传感器（陀螺仪、加速度计、磁力计）、气压计、空速计以及其它一些AD、电阻、电容、电感等电子器件。这篇文章我们就来看看国内惯性传感器的发展情况。
惯性传感器（IMU）主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。其原理是采用惯性定律实现的，这些传感器从超小型的的MEMS传感器，到测量精度非常高的激光陀螺，无论尺寸只有几个毫米的MEMS传感器，到直径几近半米的光纤器件采用的都是这一原理。惯性传感器包括加速度计(或加速度传感器)和角速度传感器(陀螺)以及进行单、双、三轴组合从而形成IMU(惯性测量单元)以及AHRS(包括磁传感器的姿态参考系统)，以达到集成化、多功能的运动状态的测量。最基础的惯性传感器包括加速度计和角速度计（陀螺仪），他们是惯性系统的核心部件，是影响惯性系统性能的主要因素。尤其是陀螺仪其漂移对惯导系统的位置误差增长的影响是时间的三次方函数。而高精度的陀螺仪制造困难，成本高昂。因此提高陀螺仪的精度、同时降低其成本也是当前追求的目标。作为航空、航天领域关键的测量器件，惯性传感器一直是涉及国家国防安全的关键器件之一。因此，其研发、生产一直深受国家相关部门重视。在我国，就研究机构而言，研究MEMS惯性传感器的大学包括：北京清华大学、北京大学、北京航空航天大学、北京理工大学、北京信息工程大学、太原中北大学、哈尔滨工业大学、黑龙江大学、大连理工大学、西北工业大学、上海交通大学、南京航空航天大学、南京东南大学、长沙国防科技大学、重庆大学、浙江大学 等。国内惯性传感器的生产的大头一直是中航、航天、兵工、中船等和国防直接相关的国有单位。根据中国报告网发布《2017-2022年中国导航设备市场运营现状及发展趋势前瞻报告》，我国从事惯性技术产品研发及生产的企业主要为航天科工33所、航天科技九院、航空618所、船舶707所、兵器导控所等军工科研院所。中船重工707所地处天津，成立于1961年，是我国船舶行业机器人）；3类车间（机加、热处理、维修）；7个实验室—平台、捷联、仪表、电子线路、结构、理化、环境；掌握十三类制造工艺；专业范围包括惯性仪表、自动控制、精密机械、电子线路、计算机应用等；具备年产800套光纤陀螺、1000套挠性陀螺、800套液浮陀螺的配套能力。航天电子2016年收购了航天九院在惯性导航领域的所有生产厂之后，形成了平台式惯性导航、激光惯性导航、光纤惯性导航系列化的元器件及系统的生产能力，主要应用于航天宇航和制导武器领域。2016年考虑到收购合并报表，航天电子在惯性导航领域的收入超过20亿元。航天科技集团九院2014年收入规模为145亿元，净利润7.09亿元。根据中国报告网获取的数据显示，九院下属各个厂和上市公司航天电子的收入总额约 98 亿元，剩余四个研究所的收入规模约为 47 亿元。除去 704 所，假设 13/16/771/772所收入规模相当，那么13所和16所的收入规模约为20~30亿元。整体来看，航天九院在惯性导航领域的收入规模约40~50亿元。航天科工集团三院33所成立于1965年6月9日，前身为原国营第五五八厂，是我国从事惯控技术研究的核心力量。33所承担着我国多项武器型号研制、国家重大专项、装备预先研究、高新技术探索等任务。是中国惯性技术某重点实验室依托单位之一、军用校准和测试实验室认可的惯性技术和产品测评中心、北京市首个机器人伺服与控制系统工程技术研究中心、航天科工集团量子技术研发中心。《“数一数”中国航天科工三院33所的50年》提到，33所研制成功中国首个弹用动调陀螺平台惯性导航系统，为多个系列导弹实现远程精确自主导航奠定了基础；研制成功中国首个全国产化激光捷联惯性导航系统，为推动军队装备跨越发展提供了有力支撑；研制成功首个定型装备的光纤捷联惯性导航系统，开创了光纤捷联惯性导航系统在飞航武器领域应用的先河，成为国内光纤陀螺及导航系统发展的里程碑；研制成功高性能快速响应电动舵系统，在国内首次实现电动舵系统在超声速飞行器上的成功应用；在国内首次实现核磁共振陀螺的陀螺效应验证并研制成功国内首个核磁共振陀螺原理样机；在国内首次研制成功放射源装卸机器人并实现工程应用，大力攻关智能机器人核心技术，积极助推中国制造2025发展进程。加速度计、动调陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机电陀螺及各类惯性系统、电动舵系统、气压传感系统已处于国内领先或一流水平。承担了以863、973、装备预先研究、自然科学基金为代表的50 余项研究课题；在原子陀螺、光子晶体光纤陀螺等新型惯性仪表的探索方面走在最前沿，持续引领和推动了国内相关技术发展。航天科工集团三院33所拥有航天惯性、航天青半、航天万方三家公司，形成以北京、涿州、青岛为架构的“三地四区”发展格局。自“十二五”开局至今，保持年均15%以上的经济增长速度。截止到2015年，33所累计实现营业收入205.7 亿元，利润17.2亿元，年度营业收入达到24.8亿元水平，利润突破2.4亿元。西安飞行自动控制研究所（简称618所），隶属于中国航空工业集团公司航电系统板块，创建于 1960 年，是我国航空工业导航、制导与控制（GNC）技术研发中心。618所经营范围为飞行控制系统与惯性导航系统研制、高精度惯性器件研制、精密机电器件研制、电子技术应用研究、计算机应用技术研究等。目前以飞行控制、惯性导航与制导（GNC）为主要专业发展方向，面向各类固定翼飞机、直升机、无人机、导弹、车辆等领域，是国家重点扶持的高新技术研究所，产品谱系基本覆盖现役和在研的各型战斗机、运输机、直升机，同时，利用现有技术基础和资源条件，承担了多种无人机导航控制系统和空射导弹的中制导及控制系统配套研制任务，为我国的国防事业做出了巨大贡献。主要导航类产品有：挠性平台式惯性导航系统、挠性捷联综合惯性导航系统、激光捷联式惯性导航系统、光纤捷联航姿系统。此外，在中航工业集团系统内还有若干个厂生产惯性导航元器件，如陀螺仪和加速计等，主要有宝成仪表厂（212厂）、太原航空仪表厂（221厂）以及华燕仪表厂（141厂），以上三家公司均为上市公司中航电子子公司。兵器工业集团导控所全称为中国兵器工业集团导航与控制技术研究所，前身为1982年创建的中国兵器工业系统工程研究所，是国家重点保军事业单位，为北方导航科技集团有限公司成员单位。导控所主要围绕兵器导航产业化和弹药制导化，逐步形成了惯性导航、制导控制，制导弹药总体三大业务领域，主要从事陆用惯导、弹用惯导系统工程化研制，制导火箭、弹药总体技术及控制部件工程化研制，卫星导航及无人平台等新技术产品研发，仿真技术及模拟器开发，环境与质量工程研究。其中光纤陀螺产量与工程化技术水平在国内居领先地位，光纤惯导系统产品已成功应用到20多种武器装备中；制导火箭、制导炮弹、制导航弹、高动态卫星接收、训练模拟器等技术达到了国内领先或先进水平。北方导航的前身为兵器工业集团218厂（北京华北光学仪器有限公司）下属的北方天鸟智能科技股份有限公司，2003年7月上市。2007年8月，在国家大力推进国有资产调整和国有企业重组的大环境下，公司注入218厂军工资产实现整体上市，重组完成后，成为国内第一家军工光电防务资产整体上市的公司。公司主营业务以军品二、三、四级配套产品及军民两用技术产品的研发、生产、销售为主的业务框架，包含四大核心业务(远程压制、航空稳瞄、武器火控、制导与控制) 和以场景观测平台产品、智能机器人、稳瞄系列、温控技术、惯导、低成本导引头为代表的六大核心技术。除了这些“国家队”之外，近年来的我国民营企业也在惯性传感器持续发力。目前国内生产惯性传感器的厂商主要包括敏芯股份。敏芯股份采用晶圆级芯片尺寸封装技术生产的加速度传感器，公司依靠这一技术在全球范围内率先推出了最小尺寸的 WLCSP 三轴加速度传感器。从产品角度来看，MEMS 惯性传感器是其主要产品系列之一。公司的MEMS 惯性传感器主要为三轴加速度传感器，其MEMS 加速度计目前已成为智能手机和平板电脑等消费电子产品的标配器件，帮助手机在翻转屏幕和电子游戏时进行 姿势识别，另外在行车记录仪、可穿戴设备上也有着广泛应用。从产品性能来看，敏芯股份的惯导产品完全满足民用飞控机设计和使用的需求。无锡慧联信息科技有限公司致力于各种类型的光纤陀螺仪、高速光通信系统、新型光器件以及微波器件的研发、生产和销售，特别在光纤陀螺仪领域，拥有多项专利技术，是国内最具竞争力的光纤陀螺仪供应商之一。公司与北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室的全面合作，奠定了公司丰富的技术储备和强大的研发能力，打造了具有自主知识产权的惯导服务平台。公司目前拥有应用于油井测斜、惯性寻北、导航、制导等多领域多用途的各种精度光纤陀螺产品，并具备根据客户需求进行研发定制的能力。湖南天羿领航科技有限公司主营业务包括：MEMS产品设计研发、生产、封装及代工；硅微陀螺及硅微加速度计的研发生产；惯性导航系统产品的研发及制造，生物芯片研发及制造等。杭州士兰微电子股份有限公司，是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子相关产品生产的高新技术企业，公司的主要产品是集成电路和半导体产品。2016年，该公司推出国内首款单芯片六轴惯性传感器SC7I20。SC7I20采用全球最小的2.5mmx3.0mmx0.85mmLGA封装，基于完全自主知识产权的单芯片MEMS传感器、低功耗高精度信号处理电路、低应力高可靠性的封装以及全套内建测试解决方案，打造出超高可靠性、超高精度、超低功耗支持永不断迅（always-on）的高性能六轴惯性传感器。总的来看，我国的惯性传感器绝对可以满足军用装备的生产需求。在民用领域，性能和规模尚有待提高。
文章首图 | 网络
本文系【凌翼航空无人机】原创内容
部分内容来源网络，侵删
