（報告出品方：興業證券）

1.1、GNSS 與 IMU 融合可提供穩定的絕對位置信息

全球衛星導航系統（GNSS）是能為地球表面或近地空間任何地點提供全天候定位、 導航、授時的空基無線電導航定位系統。美國的全球定位系統（GPS）、俄羅斯的 格洛納斯衛星導航系統（GLONASS）、歐盟的伽利略衛星導航系統（Galileo）以 及我國的北鬥衛星導航系統（BDS）是全球四大衛星導航定位系統。 受多路徑效應、對流層折射等因素影響，普通 GNSS 單點定位精度一般在 5-10 米 （實際普通 GNSS 在開闊地帶單頻單模單點定位精度約為 2.5 米）。為提高衛星導 航系統的定位精度，出現了高精度衛星定位技術，主要包括以基于網絡 RTK 技 術的連續運行參考站系統（CORS）為代表的地基增強技術、以美國廣域增強系 統（WAAS）為代表的區域星基增強系統以及基于實時精密單點定位技術（PPP） 的商業全球星站差分增強技術。

慣性導航系統（INS）屬于推算導航方式，即從一已知點的位置根據連續測得的運 動體航向角和速度推算出其下一點的位置，因而可連續測出運動體的當前位置。 慣性導航系統的核心部件為陀螺儀和加速度計，利用載體先前的位置、慣性傳感 器測量的加速度和角速度來确定其當前位置。給定初始條件，加速度經過一次積 分得到速度，經過二次積分得到位移。角速度經過處理可以得出車輛的俯仰、偏 航、滾轉等姿态信息，利用姿态信息可以把導航參數從載體坐标系變換到當地水 平坐标系中。

慣性導航系統有自主導航、不受外部依賴、輸出頻率高（大于 100Hz）等優點。 定位精度取決于陀螺儀、加速度計等慣性傳感器的測量精度，高性能 IMU 價格昂 貴。慣性導航定位誤差會随着時間不斷累積，導緻位置和姿态的測量結果偏離實 際位置，因此無法用來做長時間的高精度定位。因此，通常采用慣性導航系統作 為 GNSS 信号丢失時的補償，以使導航系統功能連續。

慣性導航起源于軍工領域，因其成本高，長期用于國防和商用航空航天領域，相 關模組器件主要由我國軍工企業研發制造，産品以高精度戰術級器件為主（包括 激光慣性導航、光纖慣性導航和高精度 MEMS 慣性導航）。但是，戰術級慣性導 航模組器件一般價格昂貴，且與民用車輛所需的技術路線不同。MEMS 慣性導航 具有價格低、功耗低、體積小、可靠性高和環境适應能力強等特點，推動了慣性 導航在民用領域的發展。

1.2、組合導航産品形态或逐步集中化

汽車電子電氣架構正逐步由分布式 ECU 向域控制器、中央集中架構方向發展。高 精度定位模塊在汽車中的搭載方案主要為以下兩種：①高精度衛星定位模塊挂接 到中央網關。高精度定位模塊包括衛星定位信号接入、RTK 信息接入、IMU、融 合定位算法、高精度地圖單元等。該方案需要将高精度定位及高精度地圖信息通 過車内網絡傳輸到自動駕駛域控制器，加大了時間延遲，降低了高精度定位的精 度。

②高精度衛星定位模塊集成到自動駕駛域控制器，自動駕駛域控制器直接接入衛 星定位信号、GNSS 衛星增強信息，并配置慣性測量單元 IMU、高精度地圖單元 和融合定位算法等。該方案可以減少數據傳輸，有效降低信息的延遲，提升高精 度定位的精度。

目前衛慣組合導航産品的主流方案是外置的 P-box 方案，或為中間形态，目前已 有車企開始把組合導航盒子拆開，将 GNSS 模塊、IMU 模塊融入到域控制器中。 高精度組合導航屬于傳感器，其最終形态或為芯片化、小型化的模組，和域控制 器相融合，更好地共享算力、感知數據。同時，這種集成方案将減少線束的使用。 整機形态的組合導航需要電源、信号等多種線束接入使用。線束用量的大幅減少， 不但減少整車重量，還大幅降低了自動化生産中人工的參與和後期維護難度。

1.3、衛慣組合導航需求逐步剛性

自動駕駛需要絕對定位和相對定位。相對定位輸出的是區域内的相對位置信息， 常用基于激光雷達、毫米波雷達、攝像頭等傳感器的特征匹配定位技術。絕對定 位輸出的定位信息是基于統一的定位坐标體系下的位置，目前絕對定位方案都是 基于衛星的定位手段。高精度衛星定位相較于視覺、雷達等高精度相對定位傳感 器，不受天氣、光線等影響，可在全場景下幫助汽車實現精準定位。 在衆多高精度定位方案中，隻有 GNSS 衛星定位為車輛提供絕對的定位信息，其 餘傳感器均提供相對定位。精确的高精度初始絕對位置是最基本的參數，無論用 哪種高精度定位解決方案，GNSS 衛星導航定位是必不可少的，能夠平行于相對 定位技術給系統提供非常高的可靠性補充，從而滿足系統的功能安全要求。

組合導航系統主要為自動駕駛車輛提供三類信息：第一類為坐标信息，如經緯度、 高程，可以區分高架上下、隧道和地庫；第二類為姿态信息，包括側傾、俯仰等； 第三類是動力學信息，包括加速度、速度、角速度。

高精度定位和高精度地圖密切關聯，二者相輔相成。高精度定位得到車輛在高精 度地圖中的精确位置和姿态，高精度地圖可有效彌補傳感器的性能邊界，提供實 時全方位周圍駕駛環境、交通狀況信息等重要的先驗信息，并幫助車輛提前重新 規劃路徑。相對定位很難與标準的高精度地圖配合使用，兩者的坐标系、數據格 式、接口、時間軸不同，标準的高精度地圖需要與絕對定位搭配使用。

1.4、我國組合導航終端陸續上車

衛慣組合導航應用場景包括自動駕駛農機、礦場無人駕駛、無人清掃車、乘用車 等。無人礦卡普遍采用高精度 GNSS/IMU 組合導航、激光雷達、攝像頭、毫米波 雷達等傳感器，再結合高精度地圖進行融合定位，使無人礦卡的感知系統可以在 礦場惡劣的環境下實現全天候全天時高精度的定位精度。

哪吒、小鵬、蔚來、理想等新勢力車廠均規劃搭載高精度定位。小鵬汽車 P5 搭載 13 個高清攝像頭、5 個毫米波雷達、12 個超聲波雷達、2 個車規級激光雷達共 32 個傳感器及 1 組高精度定位單元（GNSS IMU）。理想 L9 配備高精度組合導航定 位系統，助力其實現全場景的導航輔助駕駛功能 NOA。Aquila 蔚來超感系統擁有 33 個高性能感知硬件，包括 2 個高精度定位單元。

國内 L2 應用組合導航産品是從 2017 年上汽榮威 MAR WELL XPro 1000 輛 demo的項目開始，近期各主機廠相繼推出了數十款搭載高精度定位技術的車型。 據佐思數據庫統計，2021 年中國 L2 級自動駕駛乘用車的裝配率已突破 20%，部 分L2級車型通過搭載高精定位和高精地圖實現了高速領航自動駕駛。如小鵬P7， 蔚來 EC6、ES6、ES8，廣汽埃安 V、埃安 LX，長城 WEY 摩卡等車型可以選裝高 精定位模塊，一汽紅旗 E-HS9、高合 HiPhi X、2021 款理想 ONE 等車型标配高精 定位模塊。

L3 級自動駕駛合法上路呼之欲出。2022 年 6 月 23 日，《深圳經濟特區智能網聯 汽車管理條例》獲深圳市表決通過，這意味着無人駕駛汽車可以在深圳合法上路。該條例是全國首個對 L3 及以上自動駕駛權責、定義等重要議題進行詳細劃分的 官方管理文件，為其他城市 L3 級自動駕駛準入政策提供了樣闆。

假設 2023 年中國 L3 級别自動駕駛的滲透率約為 6.4%，2025 年 L3 級别自動駕駛 滲透率增長至 25%，L4/5 級别自動駕駛滲透率為 3%。2021 年高精度衛慣組合導 航定位設備單價約為 2000 元，此後單價逐年小幅下降，2025 年或降至 750 元。 假設 2021-2030 年我國汽車銷量穩步提升，由于高精度定位是 L3 級别及以上自 動駕駛标配，2022 年我國高精度衛慣組合導航設備市場空間為 7.3 億元，預計 2025 年市場空間将增至 53.2 億元，2022-2025 年 CAGR 為 94%。

1.5、海外組合導航終端前景廣闊

2018 年，通用汽車使用 Trimble RTX 技術作為高精度 GNSS/GPS 差分數據源，為 配備通用汽車超級巡航 Super Cruise 高速公路脫手駕駛系統的車輛提供絕對定位 位置。2021 年 3 月，本田正式發售 L3 級自動駕駛量産車—本田 Legend EX（獲 得日本國土交通省 L3 級自動駕駛認證），配備了 Honda SENSING Elite 智能駕駛 系統，搭載高精度定位模塊，與傳感器、3D 高精度地圖配合使用。2021 年 12 月， 德國聯邦汽車運輸管理局認為奔馳的 L3 級自動駕駛系統符合規定，批準上路。根 據奔馳的規劃，旗下 S 級和 EQS 兩款旗艦轎車将率先配備 L3 級自動駕駛系統（搭 載高精定位模塊 高精度地圖）。

特斯拉的純視覺方案是通過神經網絡對各類場景進行自動标注和訓練，但不同國 家、不同地域的情況下，總有未經訓練的、沒有覆蓋到的場景類型，像形狀不規 則的工程車，很可能是視覺算法中缺失的識别對象。從 2021 年 7 月 20 日到 2022 年 5 月 21 日，美國高速公路安全管理局（NHTSA）共收到 367 起涉及 ADAS 輔 助駕駛系統的事故報告，其中特斯拉上報了 273 起，占比高達 74.4%，可見純視 覺自動駕駛方案感知冗餘度不夠，現有感知模型對 Corner case（長尾問題）泛化 性不足，很難達到 L3 及以上自動駕駛的要求。

當視覺定位因環境問題失效，特斯拉或需要搭載衛慣組合導航或其他傳感器，實 現更高級别的自動駕駛。随着衛慣組合導航的逐步成熟，價格或逐步下降，性價 比優勢明顯。2022 年 6 月，特斯拉向美國聯邦通信委員會注冊了一款全新高分辨 率雷達設備，此舉将允許特斯拉銷售搭載新雷達裝置的汽車。 我國新勢力車廠具備先進的電子電氣架構，通過多傳感器融合達到高級别自動駕 駛。海外車廠多為傳統燃油車品牌，電子電氣架構的疊代較慢，影響高精度定位 上車進程。L3 及以上自動駕駛對高精度定位的需求凸顯，全球車企或加快高精度 定位的研發。我國供應商具備較強的技術儲備，豐富的量産經驗或有助于全球市 場的開拓。

組合導航終端的元器件主要為 GNSS 模塊、INS 模塊和數據處理模塊。GNSS 模 塊分為射頻前端、信号捕獲、信号跟蹤和 RTK 解算，負責衛星信号定位。INS 模 塊包括 IMU 和解算單元，分别負責測量三軸加速度和三軸角速度數據以及 IMU 輸入數據及數據處理模塊反饋的誤差數據。 數據處理模塊負責進行數據融合，常用卡爾曼濾波算法。卡爾曼濾波是一種估算 方法，它以系統的位置坐标、速度、加速度、航向以及加速度誤差、角速度誤差 和角度誤差為系統狀态，并以系統初始狀态作為模型的初始條件。在每次測量更新時，都要利用當時的狀态估算值和存儲的位置數據計算出預測值。然後将 GNSS 數據與預測值比較，其差值經過卡爾曼濾波處理，産生定位系統誤差狀态參數的 估算值，并将這些誤差估算值反饋給定位系統進行修正，從而提供修正後更準确 的定位數據。 衛導定位、慣導定位輸出的融合方式可分為松耦合、緊耦合和深耦合。其中，松 耦合是最簡單的組合模式，GNSS 與 INS 各自獨立工作，并利用兩者位置、速度 信息進行數據融合；緊耦合比松耦合複雜；深耦合在結構和算法方面更加複雜， 是 GNSS 與 INS 最深層次的組合方式。

在松耦合結構中，GNSS 和慣導獨立工作，GNSS 輸出定位結果，慣導輸出慣性數 據，兩者得到的姿态、位置等數據之差作為量測輸出，通過卡爾曼濾波器得到慣 性元器件誤差和導航參數誤差，然後進行反饋校正。這種簡單組合方式對廠商算 法要求較低、易于集成。在高速公路、地下車庫等衛星信号強或完全無衛星信号 的場景下與緊耦合、深耦合相當；但在有衛星信号但是信号被遮擋的場景下，GNSS 不能夠有效地進行定位和測速，從而造成 INS 在航位推算時精度衰減很快，定位 效果不如緊耦合、深耦合。

緊耦合可以有效利用信号遮擋環境下的衛星觀測數據，提升定位效果。在進行緊 耦合時，利用 GNSS 接收機觀測的原始信息與 INS 輸出數據進行組合，得到僞距 與僞距率，将其和 GNSS 觀測得到的僞距與僞距率的差值作為濾波器的觀測值。緊耦合在原始 GNSS 觀測端進行信息融合，因此在 GNSS 衛星可觀測數據少于 4 顆時仍然能夠輸出有用信息，而遇到同樣情況時松耦合的 GNSS 輸出信息不可用。 因此在相同硬件配置下，緊耦合的魯棒性會更高。緊耦合的難點在于組合導航終 端廠商需要具備 RTK 定位算法，在衛導領域積累較淺的廠家很難實現。

深耦合除了可以完成松耦合或緊耦合的處理工作外，還利用 INS 的測量（加速度） 或者導航信息（位置、速度）對接收機的信号跟蹤進行輔助。深耦合需要深入到 接收機内部，涉及接收機的信号處理層次的融合，在結構或算法方面都比松、緊 耦合更加複雜，是 GNSS 與 INS 最深層次的組合方式。深耦合将慣導模塊的部分 數據送入 GNSS 基帶芯片裡，将慣導的慣性數據作為 GNSS 解算的一部分，所以 對組合終端廠商的基帶芯片自研能力要求較高。 具體來看，GNSS 導航芯片經過基帶處理，計算得到僞距和多普勒等值，同時 MEMS 器件組成的 INS 系統解算出當前的 INS 位置、速度、姿态信息，将二者輸 出信息一起放入卡爾曼濾波器中進行信息融合和 PVT 解算。INS 和 GNSS 之間是 雙向信息傳輸，一方面 GNSS 信号用于修正 INS；另一方面，INS 信号在衛星星 曆的輔助下，也用于計算載體相對于 GNSS 衛星的僞距和僞距率，并用該信息輔 助 GNSS 信号的接收和鎖相過程，以提高 GNSS 的接收精度和動态性能。

全開闊場景下，定位精度由 GNSS 性能決定；全遮擋場景下，定位精度由 IMU 性 能決定，上述兩種場景的定位精度與耦合方式關系較弱。三種耦合的區别主要體 現在有部分遮擋的環境（比如高樓林立的城市、港口等場景下），基于更前端融合 的耦合方式可以實現更精準的定位。目前搭載組合導航終端的乘用車僅實現了接 近 L3 級别的自動駕駛，自動駕駛的應用場景較簡單。在 L3 級别及以上的自動駕 駛，需要滿足更多場景，包括高樓旁、隧道、高架橋等，對耦合的要求更高。

3.1、華測導航

高精度衛星導航定位算法會直接影響定位精度，是行業中最重要的門檻性技術。 公司自 2003 年成立以來，始終聚焦高精度導航定位應用相關的核心技術及産品， 涵蓋從廣域到區域的增強技術、從厘米級到毫米級的定位技術、從封閉場景到半 封閉場景導航與控制技術。 通過對核心算法的持續攻關，華測導航不斷提升技術先進性，以持續提升定位精 度、控制的準确度等産品關鍵性能。公司圍繞 GNSS 高精度算法核心技術，布局 GNSS 芯片、OEM 闆卡、微波天線等核心基礎部件研發；攻堅靜态、動态、網絡 實時處理算法軟件，擁有高精度 RTK、PPP、靜态解算、網絡 RTK、精密定軌技 術、組合導航定位技術等完整的算法研究能力；集成網絡數據鍊、基帶信号處理、 組合導航算法等先進技術，延伸研究點雲數據采集及處理、機械控制系統等技術， 推動面向新興應用領域的技術産品和解決方案的研發。

GNSS 基帶算法是影響定位精度的核心因素之一。憑借領先的基帶算法和組合導 航定位算法積累，華測能夠基于普通較低成本慣性器件，依靠自研核心算法對低 成本慣性器件輸出的原始數據進行标校和補償，使最終輸出的慣導數據的精度與 高成本慣導器件相似，從而極大節省成本，提升産品毛利率。

組合導航系統是實現無人車、無人船、無人機、移動機器人等自主導航的重要手 段。華測導航産品可在隧道、高架、林蔭道、高樓邊、峽谷等複雜環境下提供高 精度定位與姿态信息，滿足飛機、高鐵、汽車等高速運動載體和掃地機器人、巡 檢機器人等低速無人駕駛機器人等的使用。依靠公司十餘年采集的數萬個典型用 戶場景的實測數據來不斷打磨算法的适用性和先進性，确保定位結果的準确性。 公司擁有由高精度組合導航系統、高精度天線、衛星導航增強服務系統等組成的 自動駕駛高精度導航方案，高精度導航方案在商用車自動駕駛領域已經開始小批 量使用。公司憑借組合導航方案，與部分礦車企業合作礦車自動駕駛項目，與部 分無人港口企業合作了港口無人駕駛項目。

憑借積累的核心算法及芯片研發優勢，華測乘用車組合導航終端爆發在即。在乘 用車領域，公司已經被指定為哪吒、吉利路特斯、比亞迪、長城等多家車廠自動 駕駛位置單元業務定點供應商，持續跟進理想汽車、廣汽、威馬、上汽等乘用車 廠商産品調試、測試等，預計 2022 年下半年再新增數家車廠定點，實現組合導航 終端的大批量出貨，2023 年出貨量同比大幅增長。稀缺的量産經驗也有助于公司 突破國内外車廠、獲取高份額。

公司積極布局車規級 GNSS SOC 芯片、高精度車規級 IMU 芯片，有望在緊耦合、 深耦合中占據更大優勢。2020 年，公司擁有完全自主知識産權的高精度定位定向 基帶芯片“璇玑”實現成功投産，提升了公司産品設計和開發的靈活性，能夠在 産品價格、功能實現等方面，進一步滿足不同行業應用的差異化需求。目前公司 自研的璇玑芯片以自用為主，主要與公司終端産品配套提供給下遊客戶使用。在 當前基帶芯片産業化的基礎上，公司繼續攻關下一代 GNSS 芯片、OEM 闆卡、模 組、天線等基礎器件領域，研制更高集成度和更高制程的芯片，作業場景從測繪 為主，進一步向車輛導航、無人機、智能機器人等拓展。

3.2、導遠電子

廣州導遠電子科技有限公司是為智能駕駛提供高精度定位技術的科技公司，緻力 于引領智能駕駛定位技術的變革，與國内的近百家主流的自動駕駛、智能駕駛廠 商建立深度合作關系，已經為包括新造車勢力、傳統車企在内的行業領先的汽車 品牌大批量交付高精度定位技術及産品。 2018 年，導遠開始在乘用車上量産高精度組合定位技術。公司目前總部位于深圳， 在廣州開發區、江蘇海門設有制造和研發中心，在蘇州工業園區設有研發中心， 并在北京設有分公司。公司完成了 A 輪和 Pre-A 輪、B 輪、C 輪融資，投資人包 括國投招商（國家财政部參與基金出資）、紅杉資本、經緯創投、高瓴創投、越秀 産投、廣州開發區投資集團等知名機構。

2021 年 4 月，導遠電子正式推出第一代高精度地圖盒子。該産品通過融合 IMU、 RTK、車速、ADAS 相機、高精地圖數據等，可實現車道級定位，并提供 2km 預 見性巡航能力，為高級輔助駕駛系統提供決策依據，助力 L2 智能駕駛功能的研 發。通過新加入的高精地圖與高精度定位的匹配，智能駕駛汽車可獲得超普通車 載傳感器探測距離的感知能力，拓展多種複雜功能場景 ODD。

公司擁有高精度組合定位系統的 ISO 26262 ASIL-D 功能安全認證，客戶包括國内 多家行業領先的知名主機廠，如上汽集團、小鵬、上汽大通（商務車、京東倉庫 智能車）等，獲得超過 60 個車型定點。目前（截止 2022 Q1），公司的高精度組 合定位系統已搭載于超過 20 萬輛 L2 及以上前裝量産車，累計安全行駛裡程已超 過 2000 萬公裡。

3.3、中海達

中海達主要為新能源汽車和特種車輛（包括港口集卡、高速牽引車、工地工程車、 低速環衛車、無人物流配送等）的自動駕駛和輔助駕駛提供車載高精度定位方面 的産品解決方案和技術支持與服務。公司設立中海達（北京）導航定位技術研究 中心，專職從事智能駕駛車載高精度定位算法等相關領域的研發；建設完成全新 車規生産基地，新車規生産基地滿足無塵化、自動化的高标準要求，并達到 IATF16949 質量體系及 ISO26262 功能安全系統的标準。 2021 年，中海達車載高精度定位天線出貨量已突破十萬套，完成從小批量出貨到 規模化出貨的轉變。公司已完成多款智能汽車車載高精度産品的量産和定點化測 試工作，并與國内多家主流主機廠和大型 TIER 1 建立深度合作關系，部分車載定 位産品已進入送樣測試階段。

3.4、北雲科技

湖南北雲科技有限公司于 2013 年成立于湖南長沙，為智能汽車、自動駕駛、駕考 駕培、機器人、精準農業、工程機械、軌道交通等領域提供高精度定位與導航。 公司專注于研發高精度衛星導航核心部件，從自研的 Alita 基帶芯片、Ripley 射頻 芯片疊代到組合導航模塊 M1 采用的 RTK SOC 芯片 Elsa，集成度和算法性能不斷 提升，在制造成本上也成倍降低。 高精度組合導航接收機 X2 于 2021 年發布，X2 以深耦合方式結合 GNSS 和 INS 系統，主要針對城市中車載應用場景。針對 N-RTK 服務覆蓋不佳的區域以及海外 用戶，增加了 L 波段信号接收以及 PPP/PPP-RTK 功能，以及 RTK/PPP 模式的無 縫切換，在沒有移動信号的環境下，仍然能夠通過星基增強信号提供高精度定位。

可應用于自動駕駛的 M1 組合導航模塊采用了貼片式封裝，做到了 30mm*40mm 的小尺寸。M1 基于北雲科技自研的 RTK SOC 芯片開發，集成了基帶、射頻等功 能。采用深耦合組合導航算法，可以降低對 IMU 等級的要求，實現優秀的成本控 制。在定位精度上，M1 經過 RTK 解算的水平定位精度能夠達到 0.8cm 1ppm（定 位精度為 8mm，離基站距離每公裡帶來的偏差不超過 1mm）。在隧道、地下停車 場等GNSS信号完全中斷的場景中，M1的組合定位精度可以達到行駛裡程的0.1% （RMS）。

3.5、戴世智能

上海戴世智能科技有限公司于 2015 年 1 月 20 日成立，核心團隊有汽車行業背景。 公司慣導産品算法融合了車輛動力學方程，産品已經應用在無人機系統、汽車自 動駕駛測試領域。2021 年 10 月 12 日，智能駕駛高精度定位系統供應商“戴世智 能”完成 Pre-A 輪融資，由奧笙資本投資，融資将用于新産品及工藝開發，提升 交付能力等。 戴世智能于 2018 年推出針對 L4 級自動駕駛用組合慣導國産替代方案，覆蓋 RoboTaxi、RoboBus 等應用場景，2020 年落地智能制造工廠，2021 年完成新一代 IMU 制造工藝的升級及關鍵工藝國産化，2022Q2 工廠或可實現 50 萬套年産能。 目前公司産品已經被上汽、廣汽、長安等車企進行測試匹配。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站

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