无人机行业深度报告：市场空间、竞争格局、商业模式分析

一、无人机：无人驾驶与依靠载荷执行任务的有机系统

（一）分类：军用存在杀伤性差异，民用进一步划分为消费级与工业级

无人驾驶飞机（UAV）是指以空气动力为升力来源、无人员搭载的空中飞行器，可 重复使用并可携带任务载荷。 除无人机和任务载荷外，飞行任务的完成还需要控制、 通信、维护、发射、回收设备等。随着系统概念的发展，无人机与以上设备组成的完 整系统被称为无人机系统（UAS）。相比于有人驾驶，无人机系统因消除了驾驶员 生存、安全及舒适的限制，成为长时间停留、进入有害环境或高危作战任务的更优 选择，因减少人员训练成本与相应装置配备，具备降低全寿命周期成本的潜能。

根据用途划分，无人机可以分为军用与民用两类，民用无人机又可进一步划分为消 费级与工业级。无人侦察机/监视机、无人战斗机、通信中继无人机、电子干扰无人 机和靶机是军用无人机的代表类型，不同载荷塑造杀伤性差异。无人侦察/监视机能 够利用光学照相机等电子侦察设备对目标进行信息采集；无人战斗机配备兼具小体 积与强攻击能力属性的硬杀伤武器实施空中对抗或对地轰炸；通信中继无人机为军 机提供通信服务，扩展通信数据的传输范围；电子干扰无人机采用有源或无源干扰 方式，诱导敌方雷达等电子设备暴露并实施破坏；靶机通过模拟飞机、火炮及导弹 成为地面防空兵器效能鉴别及相关作战人员训练的辅助装备。除上述单一用途外， 多用途军用无人机同样为重要组成部分，如随轻型精确制导武器、自动目标识别等 技术的发展而日益丰富其谱系的察打一体无人机。依据面向用户群体的不同，民用 无人机可以分为消费级无人机和工业级无人机。消费级无人机关注拍摄效果与操作 简易性，以影视拍摄、日常拍摄等航拍娱乐类为主。工业级无人机致力于经济效益的创造和行业问题的解决，主要包括用于国土资源调查、气象探测等遥感探测类； 用于搜捕营救、反恐除暴、边境巡检等的公共安全类；用于农业植保、林业防护的生 产作业类，以及用于短途快递投放、长途物资运输的物流运输类等。

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平台构型、大小、飞行性能等均为无人机的分类维度。按照飞行平台构型，无人机可以细分为固 定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、无人飞艇等。按照质量及外形尺寸，无人 机可分为大型无人机（质量大于500~800kg）、中型无人机（质量为200~500kg）、 轻型无人机（质量为100~200kg）、小型无人机（质量为1~100kg）、微型无人机（质 量小于1kg）。速度、航程、实用升限既为性能的衡量指标，又为分类尺度。具体来 看，按照速度，无人机可分为低速无人机（Ma小于0.4）、亚声速无人机（Ma为 0.4~0.85）、跨声速无人机（Ma为0.85~1.3）、超声速无人机（Ma为1.3~5）、高超 声速无人机（Ma大于5）。按照航程，无人机可分为超短程无人机（活动半径为5- 15km）、近程无人机（活动半径为15-50km）、短程无人机（活动半径为50~200km）、 中程无人机（活动半径为200~800km）、远程无人机（活动半径大于800km）。按 照实用升限，无人机可分为超低空无人机（实用升限为0~100m）、低空无人机（实 用升限为100~1000m）、中空无人机（实用升限为1000~7000m）、高空无人机（实 用升限为7000~20000m）、超高空无人机（实用升限超20000m）。

（二）组成结构：由四大分系统共同构成，飞行平台为无人机的主体

无人机系统通常由飞行平台系统、任务载荷系统、地面系统与综合保障系统构成。 飞行平台系统是无人机的主体，整合动力装置、飞控系统、导航系统等部件后携带 载荷实现空中飞行与任务执行。任务载荷系统是决定无人机不同用途的关键，所涉 及任务设备包含侦察搜索设备、测绘设备、军用专用设备、民用专用设备等多种类 型。除执行任务的直接载体之外，地面系统作为无人机系统的指挥中心，控制飞行 过程与航迹、飞行平台的起降以及通信链路的工作，综合保障系统对各分系统进行 维护保障、人员调配等，亦为无人机系统正常运转不可或缺的组成部分。

飞控系统是无人机飞行过程中的核心系统，可类比为有人机中的飞行员。飞控系统 主要具备飞行控制和飞行管理两大功能，前者保障飞机运行的平稳性，兼顾无人机 姿态和航迹的稳定及按指令或预设转变；后者指代数据设备管理和特定情景响应， 包括采集飞行状态参数、处理故障及应急场景、计算导航路径等。自主控制、半自主 控制、指令控制与人工控制是常见的无人机控制方式。其中，自主控制是飞控系统 利用传感器新获信息、预设航路信息及任务规划信息自动控制飞行，具体过程为飞 控系统中的敏感元件确定当前飞行路线，飞控计算机系统运行处理所获信息并发出指令，执行装置接收指令后带动舵面偏转，进而改变无人机航行路线。指令控制是 由飞控系统接收由地面控制站的操作员所发送的遥控、遥测指令。而半自主控制恰 好为自主控制与指令控制的融合，此时飞控系统同步响应传感器信息与地面指令， 使无人机达到应有姿态，完成航线规划。

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数据链路为无人机与地面系统双向数据传输的通道。无人机数据链路的功能主要为 实现地面控制站对无人机的遥控、遥测以及信息传输。数据链路分为机载部分和地 面部分，两部分均由射频接收机、发射机、调制解调器等数据终端及天线共同构成。 依据空地间传输方向的差异，数据链路可以分为上行链路和下行链路。上行链路主 要负责地面站发送遥控指令、无人机对其进行接收的过程；下行链路主要负责无人 机发送遥测数据、红外或电视图像，地面站对其进行接收的过程。借助定位信息在 上下链路的传输，测距也得以实现。

（三）产业链：上游多为零部件与分系统，中游整机，下游覆盖各领域

民用无人机领域，上游多为零部件制造商和分系统制造商，无人机主机厂承担系统 集成及服务提供的职能。上游环节，一般可分为零部件、任务载荷件、分系统研制 商。零部件制造环节，一般包括芯片、电池、电机、发动机、结构件等；任务载荷件 环节，一般包含航摄相机、激光雷达、航摄仪、高光谱成像仪等专业任务载荷；分系 统研制商一般分为飞控导航、飞行器、任务载荷、地面指控等分系统。中游环节，一 般包含系统集成商和服务提供商，系统集成商多单指只包含无人机系统集成，不涉 及服务提供，但目前多数企业均已涉及；但存在部分企业以提供服务为主，包含无 人机航飞数据整合、飞行培训、技术支持、售后维修、租赁等。民用无人机下游应用 广泛，包含娱乐、测绘、巡检、安防、应急、农林牧渔等。

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军用无人机系统产业链构成与有人机类似，使用环境差异及对抗性特征下，产业链 复杂程度高于民用无人机。一般而言，与军用有人机相比，军用无人机系统在机体 平台缺乏飞行员控制，所以减少了包括制氧系统等与维持飞行员生命体征的相关设 备系统；同时，由于军用无人机系统实际上是人-无人系统装备构成的，且系统复杂 程度远高于民用无人机，所以一般含有地面站等，需要地面站人员对无人机进行控 制。由于军用无人机系统的使用环境、对抗性特征与民用存在较大差异，所以一般 而言军用的产业链复杂程度高于民用。例如，对于察打一体无人机，上游环节与有 人机没有较大差异，但由于信息化程度相对较高，因此对电子类产品占比或有一定 提升；中游环节多为机载成品，主机厂一般采购发动机、挂架、飞机管理计算机、光 电监视/瞄准装置、地面站、综合保障设备等。同时，据中航无人机《发行人及保荐 机构关于中航（成都）无人机系统股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市 申请文件的第一轮审核问询函的回复》，用户会结合自身任务区域、作战场景、是否 搭配卫通链路地面站使用等实际情况，去考虑是否采购地面站，即定制化特征更为 突出；下游环节为执行各类任务的无人机系统，客户一般为国内外的军队客户等。

（四）成本构成：系统成本以直接材料为主，平台与任务载荷占比高

1.军用无人机系统：直接材料占成本结构90%以上，机体、任务载荷成本占比高

直接材料为军用无人机业务的主要构成。以中航无人机为例，公司业务包括平台、 地面站、载荷等无人机系统及相关产品，以及总装试验试飞等无人机技术服务。无 人机系统产品端， 2018年公司主要为航空工业成都所提供技术服务，无人机生产所 需原材料由航空工业成都所提供，试飞等其他直接成本由航空工业成都所承担，因 此公司未发生直接材料成本以及其他直接成本。2019年起公司开始自行生产销售无 人机系统。除无人机平台外，其他产品均为不在公司内部加工制造的采购成品，故 成本由原材料构成。无人机平台的成本构成以直接材料为主，翼龙-1、翼龙-2无人机 平台直接材料占比约为80%。

无人机平台为构成军用无人机营业成本的主要分系统，机载武器贡献较高成本占比。 依据中航无人机所披露的无人机系统的各组成部分关联交易采购额，计算出翼龙系 列无人机平台、地面站、任务载荷及综合保障系统所需采购金额占比。其中无人机 平台由机体、飞机管理、动力、机械电器和机载数据链各系统组成。由于2018年中 航无人机与航空工业成都关系的特殊性，当年分系统采购金额比例较之后差别明显。 2019年~21年Q3四个报告期间，无人机平台始终为翼龙系列无人机采购金额占比最 高的部分，均超65%；地面站与载荷占比相近。依据中航无人机原材料采购类别的 划分，2020年机载成品（包括发动机、合成孔径雷达、挂架、飞机管理计算机、卫 通天线组合、光电监视/瞄准装置等）在原材料采购金额中占比达57.91%。

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美国军用无人机的成本主体依然为飞行平台和任务载荷。依据美国国防部披露的MQ 收割者成本明细，将“飞机采购”项指定为飞行平台与任务载荷，将“固定地面控制 站”、“移动地面控制站”、“双向地面控制站”、“地面数据终端”、“卫星链路” 统一划入地面系统。经计算，2016-2018年间地面系统在系统成本中占比分别为 19.59%、20.93%、26.96%，所占成本比重虽逐年提升，但相对较低，飞行平台与 任务载荷始终是无人机系统成本的主体。地面系统中，相比于卫星链路与地面数据 终端，地面控制站贡献主要成本。参考美国总审计署披露的最初的和最新的前10架" 全球鹰 "和第11至20架"黑暗之星 "平均单位飞行价格的估计，截至1998年7月，单 位飞行中，飞行平台（包括机体结构、航空电子设备、推进系统等）的成本均高于任 务载荷。将飞行平台各项做具体划分，全球鹰中机体结构价格约达610万美元，占比 最高；黑暗之星中，机体结构与航空电子设备价格均较高，且航空电子设备为1994- 1998年间价格增长最高的部分。

2.民用无人机：直接材料仍为营业成本主要构成，应用场景差异影响分系统成本

直接材料为民用无人机业务营业成本的主要构成。公共安全领域，以供应多款无人 机系统、从事无人机禁毒服务的观典防务为例，观典防务2018~2021年H1四个报告 期内直接材料占营业成本的比重分别为60.94%、55.55%、64.61%和71.27%，制造 费用占营业成本的比重约为20%。工业领域，以在国内垂直起降固定翼无人机领域 规模领先的工业无人机企业纵横股份为例，其2017~2020年H1原材料成本占主营业 务成本的比例分别为84.95%、69.92%、74.26%和73.41%。

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民用无人机数据服务成本的主要组成为外购服务成本和制造费用，保障服务成本主 要组成为原材料。观典防务服务类业务可进一步细分为无人机飞行综合解决方案与 数据处理服务。无人机飞行综合解决方案制造费用在营业成本中占比较大， 2018~2021H1期间始终超过50%。数据处理服务的营业成本主要由制造费用及外协 成本构成，2018~2021H1二者合计占比分别为88.75%、94.57%、91.30%和85.06%。 服务类业务对设备系统依赖较强，所需人员较少，飞行和数据处理设备折旧摊销是 该环节主要成本来源。此外，在阶段性、工作量大、内容基础、人员占用时间长等特 点共同作用下，部分服务业务存在外协。

相比地面系统，飞行平台系统与任务载荷系统为民用无人机原材料成本较高的分系 统。受各应用场景下作业特点的影响，不同领域的民用无人机各分系统构造略有差 异，原材料成本构成不同。公共安全领域，观典防务对外采购的原材料为机体结构 材料、飞控模块、载荷模块、数据收发装置等相应模块化原材料，主要应用于无人机 整机、分系统的生产。结合无人机的组成结构对公司原材料采购项目进行重新划分， 将机体材料、动力装置、飞控模块、导航模块、安防装置统一归入飞行平台系统，将 载荷模块归入任务载荷系统，将数据收发装置、地面控制终端模块归入地面系统， 暂不考虑模拟仿真与其他。经计算，观典防务2018~2021H1期间飞行平台系统的原 材料采购金额在整个系统中的比重约为60%且逐年提升，始终是占比最高的分系统， 地面系统其次，任务载荷系统占比最小。工业领域，纵横股份采购的原材料包括导 航及通信模块、芯片、复材及结构件等，将复材及结构件、机电设备统一归入飞行平 台系统，将载荷设备、惯性导航统一归入任务载荷系统，将数据处理及分析软件归 入地面站。考虑芯片、导航及通信模块、电池为飞行平台和地面站共用，将三者按照 50%的比例分别归入平台与地面站。经计算，纵横股份任务载荷系统原材料成本最 高，反映其所搭载的相机、激光扫描仪、光电吊舱等载荷相对价值较高，载荷占比变 动对无人机系统原材料成本影响较大。其次为飞行平台分系统，2017-2020年H1在 无人机系统原材料采购中成本占比维持在40%左右。

飞控模块在民用无人机飞行平台中成本占比较高。以按模块采购的观典防务为例， 进一步分析民用飞行平台的成本构成。由于观典防务的原料采购受客户定制化需求 影响，飞行平台系统各模块成本占比波动较大。整体看，飞控模块贡献飞行平台系 统成本的主要部分。在采购数量不突出的情况下，飞控模块单价始终较高，2018年 -2021年H1分别为3.58、3.54、4.88、5.01万元/套，仅次于安防装置。这或归因于飞 控模块中所需数量较多的飞控与导航系统一体化模块的高技术含量属性。导航模块 在飞行平台系统的原材料成本占比基本稳定，2018年-2021年H1维持在20%左右的 水平。

（五）技术迭代：中期看载荷及机体升级，长期看高空高速及僚机发展

载荷（传感器）方向升级或仍然是军用无人机中短期内的主要发展方向。以美国高 空长航时侦察机“全球鹰”项目为例，不同批次机型的更新升级方向主要与载荷（传 感器）有关。据《Global Hawk Systems Engineering case study》（Air Force Center for Systems Engineering，Bill Kinzig，2010），“全球鹰”从Block 0~Block 40过 程中，主要升级方向与其传感器有关，如从Block 10的基础版集成传感器套件升级至 Block 40的增强型EO/IR传感器。据《“全球鹰”无人机系统项目费用和效能分析研 究》（张海涛，中航工业发展研究中心，2014），“全球鹰”Block 10/20/30/40型 的单机成本分别为4640/5450/7610/8460万美元，其中各批次的任务设备成本分别为 2390/1960/3810/4980万元，各批次单机成本变化的原因是机体结构不同，以及机载 传感器日益先进，如Block 30使用单机成本2000万美元的ASIP，而Block 40使用了 单机成本约5000万美元的MP-RTIP。

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无人机任务载荷技术迭代主要体现在传感器、通信中继载荷与机载武器。军用无人 机系统的任务载荷可以分为传感器、中继技术设备、武器弹药及货舱四类。其中，传 感器方面的重点技术研制方向包括多光谱/超光谱成像（MSI/HIS）、合成孔径雷达 等。多光谱/超光谱成像技术具备全色照相传感器的能力，能够获取敏感细微信息， 减少误判可能；机载动目标监视模式获得应用的趋势之下，合成孔径雷达将实现对 地面动、静态目标的精准定位。为满足无线通信功能和兼容性需求，通信载荷利用 软件支持多种波形或成为主流发展趋势，且受小型战术无人机载重限制趋于小型化。 机载武器方面的技术发展方向由现役改进转向专用研制和新技术攻关。（报告来源：未来智库）

长期看，隐身高空高速、僚机、蜂群化等或为军用无人机长期的发展方向。

向隐身、高空、高速、长航时方向发展。隐身、高空、高速、长航时不仅可以保障无 人机的运行安全，还可以扩大无人机作战半径，提升工作效率，从而进一步发挥军 用无人机系统战场侦察、监视和攻击作用。据中航无人机招股书，隐身无人机是现 代隐身技术与无人机技术结合的成果，在未来的空战中，隐身无人机将成为高性能 防空武器的典型代表，并大大降低无人机的击毁率，提高军用无人机的战场运作空 间，降低无人机作战成本。此外，为提高军用无人机持续侦察能力与作战能力，并在 侦察时获得最准确、最全面的敌方情报，提高续航能力、飞行速度与飞行高度也成 为世界各国对于无人机系统研究的重点发展方向之一。

增强有人机-无人机协同，向僚机、集群化方向发展。同时，人工智能和无人机装备的不断发展，为有人-无 人机协同作战发展提供了技术支撑。无人僚机平台以成本可承受的方式有效增强作 战能力，提升作战体系的生存性，利用无人僚机平台的可消耗、可复用、价格适中、 可搭载各种载荷等优势，成为增强作战能力的可承受的有效途径。此外，据《美军智 能无人机集群作战样式及影响分析》（陈士涛，中国电子科学研究院学报，2021年 第11期），智能无人机集群是由一定数量的无人机基于开放式体系架构综合集成的 作战体系，美军认为智能无人机集群可显著提升其在强对抗环境中的作战能力。

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