美国 IMU 和惯性导航系统 (INS) 市场规模、份额、COVID-19 和俄罗斯乌克兰战争影响分析，按组件（加速度计、陀螺仪、磁力计和惯性导航系统）、按技术（机械陀螺仪、环形激光陀螺仪、光纤）光学陀螺仪、MEMS、半球谐振陀螺仪 (HRG) 等），按平台（机载、地面、海事和太空），按最终用户（航空航天和国防、消费电子产品、海洋/海军、汽车等） ，以及 2023-2030 年区域预测

2022 年美国 IMU 和惯性导航系统 (INS) 市场规模为 45.7 亿美元，预计将从 2023 年的 48.9 亿美元增长到 2030 年的 89.6 亿美元，预测期间复合年增长率为 9.0%期间。

IMU 设备由加速度计、陀螺仪和磁力计组成，用于测量物体的运动和方向。陀螺仪测量角速率，加速度计测量并报告比力。加速度计传感器还可以测量加速度和速度。 IMU设备还可以测量附着在其上的物体的比重和角速率。磁力计测量磁场强度。这些传感器可以测量任何惯性传感器集成平台的当前速度。它们可以测量转弯速率、航向、倾斜度和加速度。 IMU 设备提供三维空间中的目标位置。

惯性导航系统是一种电子设备，它使用本地获取的惯性传感器和惯性死抖策略来确定物体的方向、速度、位置和方向。惯性导航系统由全球导航卫星系统 (GNSS) 接收器、惯性测量单元或其他运动传感设备组成。所有这些组件一起工作以确定对象的确切位置。 INS 还包括一个计算单元，用于分析和跟踪惯性传感器的测量数据。 IMU 和惯性导航系统在自动驾驶汽车、无人机和机器人中的不断增长的应用将推动美国市场的发展

新冠肺炎 (COVID-19) 影响

COVID-19 的双重效应：汽车和航空航天受到阻碍，而医疗保健和电子产品蓬勃发展

疫情扰乱了全球供应链，导致多个项目进度推迟，最终影响了需求。例如，2021年，总部位于美国的KVH Industries宣布，COVID-19大流行对该公司的供应链产生了不利影响，并导致其业务运营所需的原材料、零件和其他供应品的交付延迟。在 KVH 的惯性导航领域，TACNAV 产品销量下降了 27%。 TACNAV 是一种用于军事应用的战术导航系统。

此外，由于旅行限制、经济放缓和封锁措施，许多依赖 IMU 的行业（例如航空航天、汽车等）的需求减少。飞机、工业机器人、自动驾驶汽车、无人机、卫星和其他平台是 IMU 和惯性导航系统 (INS) 的主要最终用户，但由于原材料、熟练劳动力短缺和制造设施暂时关闭而面临延误由于疫情。

然而，医疗保健、消费电子、游戏和体育行业却出现了积极增长。在某些情况下，IMU 用于监测患者运动并协助远程医疗应用。身体活动检测可以自动监测患者，无需与护理人员/医生进行身体互动。此外，COVID-19 期间可穿戴传感器的应用不断增加，促进了美国市场的增长。

俄罗斯-乌克兰战争影响

俄罗斯-乌克兰战争对美国 IMU 和惯性导航系统市场产生积极影响

俄罗斯-乌克兰战争增加了对 IMU/INS 的需求，因为航空航天和国防是最大的最终用途行业之一。各大公司正在进一步投资新技术，以改进航空航天和国防应用中的 IMU/INS，以应对抗干扰技术。

• 例如，自 2022 年 2 月战争爆发以来，俄罗斯采用并部署了一种新的干扰装置，可以在所有频率和更远的距离上发射电子干扰。此举旨在阻止乌克兰使用 GMLRS 导弹和 GPS 制导 JDAM 炸弹等 GPS 制导武器。美国的 GPS 制导武器配备了不受影响的 IMU 和惯性导航系统备份，可以在 GPS 信号中断或受阻时提供准确的制导。

俄罗斯的新型弹幕干扰机似乎能够通过快速干扰远离目标的 GPS 信号来降低 INS 备份的有效性。这表明IMU和惯性导航系统接收到了错误的位置更新，未能对GPS进行有效的备份。在俄罗斯入侵乌克兰的一年前，这已经被认为是一个潜在问题。以色列军方宣布以色列是新的先进导航技术中心的主要赞助商。

国有 IAI（以色列航空航天工业公司）的这个新部门将开发和制造新一代 INS 技术，以补充或取代卫星制导 (GPS)。 IAI 尚未提供有关新 INS 技术的任何细节。它正在设计和制造 IMU 和惯性导航系统，作为 GPS 系统的不间断备份。然而，更好的 INS 未来前景广阔。

在国防领域，这些技术对于战斗机、地面车辆和海军舰艇来说至关重要，可增强在充满挑战的环境中的导航并支持制导弹药。 IMU 和 INS 在军用潜艇、陆基雷达系统和无人地面车辆 (UGV) 中发挥着关键作用，它们能够实现精确定位、跟踪和引导，从而在航空航天和国防部门的各种应用中成功完成任务结果。

2023年1月，乌克兰政府宣布拨款5.5亿美元增加武装部队无人机采购。乌克兰和俄罗斯军队已使用各种无人机执行侦察和攻击任务。

2022 年 9 月，据国有企业 Rostec 称，俄罗斯的 KUB 和 Lancet 神风特攻队无人机在乌克兰的作战行动中得到了广泛部署。俄罗斯军方正在积极使用 ZALA Aero 的无人机。这些无人机主要用于打击远程地面目标。这些发展导致对无人机 IMU 和惯性导航系统传感器的需求更高。

最新趋势

多个传感器与 IMU/INS、MEMS 技术的小型化和集成是突出的市场趋势

小型化和集成多个传感器是市场上越来越受欢迎的关键趋势。市场主要参与者正专注于集成多个传感器并生产紧凑型 IMU 和惯性导航系统，以增加其市场份额。

将多个传感器集成到一个封装中可以创建一个更小但功能更强大的单元。这一趋势旨在提高自动驾驶汽车、可穿戴设备、机器人和航空航天等各种应用的性能、准确性和效率。小型化的一些优点包括空间优化、重量减轻、精度提高、功耗降低、易于集成和成本效率。

• 2022 年 2 月，专注于 IMU、INS 和其他运动系统的美国公司 Inertial Labs Inc. 推出了一款新的基于 GNSS 的惯性导航系统。 INS-DM 是该公司新一代高度坚固的设备的 IP68 认证版本，可防止电磁干扰。该完全集成的设备将惯性导航系统与航向参考系统结合在一起。

• 2022 年 7 月，该公司扩大了紧凑型捷联惯性测量单元 (IMU) 的核心产品线，推出了四种适用于陆地、海上和空中无人系统的新型号。新的内核 110 和 120 IMU 取代了 Inertial Labs 现有的内核 100 IMU，而内核 210 和 220 是该公司战术 IMU-P 传感器的小型化版本。

Kernel 系列 IMU 是集成了最新 MEMS 传感器技术的完全集成惯性解决方案。由于其紧凑的设计和低功耗，内核 IMU 可以轻松集成到各种高阶系统中，同时消耗很少的空间和功耗。这些紧凑的单元推动了导航、运动跟踪和沉浸式体验的进步。它们广泛应用于汽车、国防和消费电子行业。

此外，基于 MEMS 技术（微机电系统）的 IMU/INU 正在成为市场日益重要的趋势。 MEMS 由尺寸范围为 1 至 100 微米的组件组成，MEMS 器件尺寸通常为 20 微米至 1 毫米。

• 2022 年 8 月，美国美新公司推出首款 MEMS 6 轴惯性传感器 (IMU) MIC6100AL。该产品集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计，可支持交互式运动检测系统。

美新采用可靠的三防质量MEMS架构，为用户提供流畅的运动检测体验。 MIC6100AL 6轴IMU传感器具有大的FIFO，支持I2C/I3C/SPI通信模式。 LGA封装尺寸为2.5 x 3 x 0.83mm，数据输出频率高达2200 Hz。

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驱动因素

自动驾驶汽车和无人机需求不断增长，推动惯性导航系统市场增长

自动驾驶是出行行业的未来；因此，领先的汽车制造商和科技公司对自动驾驶汽车非常感兴趣并专注于投资。对自动驾驶汽车的投资不断增加可能会推动未来几年的市场增长。

• 例如，2022 年 5 月，现代汽车宣布计划在美国投资近 50 亿美元，用于开发自动驾驶汽车和机器人等移动解决方案。这项投资是该公司为客户提供先进移动性的更大努力的一部分。
• 2022 年 12 月，Kodiak Robotics 获得了美国国防部一份价值近 5000 万美元的合同，为军队设计和测试自动驾驶车辆。这家总部位于加利福尼亚州的自动驾驶卡车生产商现在将帮助实现以美国陆军机器人战车为主导的未来军用地面车辆的自动化。
• 2023 年 1 月，芯片制造商 Nvidia Corp 和电子产品制造商富士康宣布建立合作伙伴关系，共同开发自动驾驶汽车平台。台湾合同制造商富士康宣布将生产基于 Nvidia DRIVE Orin 芯片的汽车电子控制单元 (ECU)，该芯片专门用于联网和自动驾驶汽车的计算。

军队中越来越多地使用无人机 (UAV) 进行攻击、ISR 活动以及搜救行动，也推动了市场增长。例如，2021年4月，惯性实验室宣布开发出INS-DH-OEM、IMU-NAV-100和INS-U等下一代GPS辅助系统。这些 INS 专为无人机等机载平台而设计。

工业机器人的主要发展和采用推动美国惯性测量装置市场

惯性测量单元可以检查机器人的位置和运动信息。它还可以远程命令和控制机器人。机器人越来越多地被编程为以高精度和高精度执行危险或重复性活动。工业机器人有着广泛的应用领域和应用。

• 例如，2023 年 3 月，美国空军 (USAF) 向 Machina Labs 授予 160 万美元，以推进和加速其机器人技术的开发，用于制造用于高速复合材料生产的金属模具。
• 2023 年 2 月，Oceaneers International, Inc. 宣布与一家领先的国际叉车制造商签订了为 Oceaneers Mobile Robotics, Inc. (OMR) 供货的合同。 OMR 赢得了交付 85 台 MaxMove CB D 2000 自主平衡重叉车的合同。
• 2023 年 5 月，禾赛科技 (HSAI) 宣布与移动机器人导航系统和 IMU 领域的全球领导者 Inertial Labs 签署激光雷达传感器多年技术合作协议。 Inertial Labs 选择禾赛的传感器为其自主海洋、陆地和空中机器人系统的导航系统提供感知和导航功能。

限制因素

校准错误可能对 IMU 和 INS 市场增长构成重大挑战

惯性导航系统使用惯性测量单元的输出，将加速度和旋转信息与位置、速度和姿态的初始信息相结合。然后，它会针对每次新测量提供导航解决方案。

IMU 的运动信息被发送到惯性导航系统。 IMU 数据与 GNSS 数据的组合提供位置、速度和姿态。 IMU 数据可以随着时间的推移进行积分。因此，任何测量误差都会随着时间的推移而增加。测量中的偏差如果没有从测量数据中消除，则会作为机械化的一部分进行两次积分。

加速度的恒定偏差被转换为速度和二次位置的线性误差。这些错误对导航有重大影响。陀螺仪或加速计可以根据传感器感知加速度的方式改变其偏置。这是微机电系统 (MEMS) 中的常见错误。

精心设计的融合 INS 滤波器可估计并消除 IMU 测量中的误差，从而在 GNSS 较差期间实现更高的姿态精度和更长的解稳定性。

2020 年 5 月，美光数字宣布开发出消除漂移的 IMU，成为全球首创。 ROMOS 直接向主机设备/处理器发送以毫米为单位的无漂移方向和位置信息。与依赖 GPS 等外部参考信号的传统 IMU 不同，ROMOS 不需要额外的外部信号来补偿漂移误差。位置数据由内部基于 MEMS 的惯性传感器高速生成，直接传送至主机应用程序以供直接使用。

细分

按成分分析

由于各行业应用数量的增加，惯性导航系统细分市场占据最高市场份额

按组件划分，该部分分为加速度计、陀螺仪、磁力计和惯性导航系统。惯性导航系统领域在市场上占据主导地位，预计也将成为增长最快的领域。随着自动驾驶汽车使用的增加，对低重量、小尺寸和高性能 INS 的需求也随之增加。此外，由于越来越多地采用基于MEMS技术的下一代导航级系统，提高了导航系统的精度，IMU和惯性导航系统预计将增长。 INS 在无人机、军用车辆、飞机等领域的应用也推动了该领域的增长。

由于无人机、工业机器人、自动驾驶汽车等领域的应用不断增加，加速计领域预计将大幅增长。加速度计获得的测量结果被馈送到 IMU 和惯性导航系统，以实现这些平台的精确和自动导航。

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按技术分析

由于汽车应用和智能设备需求的增加，MEMS 占据主导地位

按技术划分，市场分为机械陀螺仪、环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪、MEMS、半球谐振陀螺仪（HRG）等。 MEMS 领域占据主导地位，预计在预测期内增长最快。将 MEMS 传感器集成到导航系统中，由于更高精度和轻量化系统，推动了市场的发展。

光纤陀螺仪领域预计在未来几年将以适度的速度扩张。该细分市场的增长是由于光纤传感器在摩托艇、赛车和机器人应用中的使用不断增加而推动的。

机械陀螺部分主要应用于内陆导航和机载相对定位（AHRS）系统等飞行控制系统。由于交付飞机数量的增加，预计未来几年机械陀螺仪的需求将会增加。

按平台分析

对地面导航技术的日益关注导致地面应用越来越多地采用惯性测量装置

按平台划分，该部分分为机载、地面、海上和太空。地面部分在美国 IMU 和惯性导航系统市场份额中占据主导地位，预计将成为增长最快的部分。对于地面部分，惯性传感器用于地面应用，例如汽车、智能可穿戴、医疗服务和其他应用。

由于全球对航空旅行的需求以及太空相关能力的军事支出不断增加，机载市场预计将增长。空基平台部分预计将成为研究期间快速增长的部分。该细分市场的增长归因于不同国家对无人机的需求不断增长。

按最终用户分析

由于无人机和机队的高需求，航空航天和国防领域占据最大的市场份额< /p>

按最终用户划分，市场分为航空航天和国防、消费电子产品、船舶/海军、汽车等。到2022年，航空航天和国防领域将占据最大的市场份额。航空设备在无人机（UAV）和飞机的控制、导航引导和稳定性方面发挥着重要作用。由于对无人机的需求不断增加和飞机机队不断增加，航空航天业正在快速增长。

汽车行业预计在未来几年内复合年增长率最高。对自动驾驶汽车的需求不断增长促进了该细分市场的增长。美国是世界上最大的机器人车辆制造商和供应商之一。此外，ROV 在商业和军事领域的使用不断增加也将有助于海洋/海军领域的增长。

主要行业参与者

大公司专注于技术先进的 IMU 和 INS 传感器以巩固产品组合

美国市场上的一些知名制造商包括通用电气公司、角斗士技术公司、霍尼韦尔国际公司、L3 哈里斯公司和诺斯罗普格鲁曼公司等。主要参与者正在专注于开发技术解决方案，以实现精确的制导系统，尤其是无人机、卫星和自动驾驶汽车。

主要公司简介：

• 通用电气公司（美国）
• Gladiator Technologies（美国）
• 霍尼韦尔国际公司（美国）
• L3 Harris Technologies（美国）
• 诺斯罗普·格鲁曼公司（美国）
• 派克汉尼汾公司（美国）
• 雷神技术公司（美国）
• Teledyne Technologies Incorporated（美国）
• Trimble Inc.（美国）
• VectorNav 技术有限责任公司。 （美国）
• EMCORE Corporation（美国）

主要行业发展：

• 2023 年 7 月 - Inertial Labs 是先进导航、运动补偿和遥感解决方案的领先提供商，通过获得令人垂涎的美国总务管理局 (GSA) 多项奖励计划 ( MAS）合同。该合同进一步巩固了该公司作为政府机构 GNSS 拒绝导航解决方案值得信赖的创新技术提供商的地位。
• 2023 年 6 月 - 安富利与 ACEINNA 签订了分销协议，ACEINNA 是一家领先的基于 MEMS 的传感解决方案公司，专注于开发创新的惯性测量单元和电流传感技术。该协议使安富利能够在全球范围内销售 ACEINNA 产品。
• 2023 年 5 月 - Gladiator Technologies 已获得一份多年期合同，以支持滚动机身导弹 (RAM) 计划。由德国和美国 Gladiator Technologies 跨大西洋合作开发的“LandMark”惯性测量单元已被选用于 RAM 的下一代 Block 2B 升级，并将于 2023 年开始提供支持全速率生产。
• 2023 年 5 月 - Exail 获得美国海岸警卫队 (USCG) 授予的价值 220 万美元的合同，用于更换 Keeper 级船舶上过时的电罗经系统（175 英尺 WLM Keeper 级浮标供应船） 。该合同包括由 Octans 陀螺罗盘和 Netans 导航数据分配系统 (NDDS) 组成的导航系统。此次升级将为美国海岸警卫队守护者级浮标供应船提供更精确、更可靠的导航功能。
• 2023 年 5 月 - 位于梅卡尼克斯堡的海军供应系统司令部宣布与霍尼韦尔国际公司签订价值 1200 万美元的合同，为 AN/WSN-7 惯性导航系统提供环形激光陀螺仪。 AN/WSN-7 是一种独立的环形激光陀螺惯性导航系统，可以以数字和模拟格式感应船舶运动、位置、速度、姿态、航向和速率。

报告覆盖范围

An Infographic Representation of U.S. IMU and Inertial Navigation System (INS) Market

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