广西高精度惯导

主要工作原理：角动量守恒定律，角动量守恒定律是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变。角动量的定义：物体矢径和其动量的叉积：（1）矢量的计算：叉积和点积，假设a、b为两个矢量，之间的夹角为θ，则点积：a · b = abcosθ（标量），叉积：a x b = absinθ（矢量，方向由右手螺旋定则决定，四指由a弯向b，大拇指方向即为叉积方向）。（2）角动量计算：物体矢径和动量的叉积，r为矢径，数值为物体到旋转中心的距离，方向为旋转中心指向物体的方向矢量；p为动量，数值为物体质量与线速度的乘积p=mv，方向为线速度v的方向；以该图的方向为例，依据角动量公式，可以得到角动量L的方向为竖直向上。（3）陀螺的角动量守恒，假设一个陀螺不受空气阻力（合外力力矩=0），陀螺与地面的接触面无限小（矢径=0），则角动量的合力矩为0，即角动量守恒。陀螺仪特点包括响应速度快、精度高、不受外部环境影响等，能够提供可靠的姿态控制和导航信息。广西高精度惯导

1950s，美国查尔斯·史塔克·德雷伯实验室，采用液浮支撑技术，研制出液浮陀螺仪，使陀螺仪的精度达到了惯性级要求。1960s，美国罗伯特·克雷格，研制出动力调谐陀螺仪，在战术导弹和特种飞机等平台成功应用1963，美国研制出激光陀螺仪，随后将其应用到飞机与战术导弹1964，美国研制出静电陀螺仪，并于1979年将其应用于“三叉戟”弹道导弹核潜艇，使得潜艇导航能力实现质的飞跃1990s，以微机电陀螺仪（MEMS）、半球谐振陀螺仪（RG）为表示的振动陀螺仪，以及以核磁共振陀螺仪（NMRG）、原子干涉陀螺仪（AIG）为表示的原子陀螺仪快速发展。综采工作面惯导生产厂家陀螺仪的发展和应用将进一步推动导航、航空航天、智能设备等领域的发展和创新。

我们以一个单轴偏航陀螺仪为例，探讨较简单的工作原理（图1）。两个正在运动的质点向相反方向做连续运动，如蓝色箭头所示。只要从外部施加一个角速率，就会产生一个与质点运动方向垂直的科里奥利力，如图中黄色箭头所示。产生的科里奥利力使感应质点发生位移，位移大小与所施加的角速率大小成正比。因为传感器感应部分的运动电极（转子）位于固定电极（定子）的侧边，上面的位移将会在定子和转子之间引起电容变化，因此，在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专门使用电路可以检测的电参数。

陀螺仪的基本部件包括：1、陀螺转子（常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转，并见其转速近似为常值）。2、内、外框架（或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构）。3、附件（是指力矩马达、信号传感器等）。陀螺仪的两个重要特性，陀螺仪有两个非常重要的基本特性：一为定轴性，另一是进动性，这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。定轴性，当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时，陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变，即指向一个固定的方向；同时反抗任何改变转子轴向的力量。这种物理现象称为陀螺仪的定轴性或稳定性。陀螺仪的主要作用是测量和维持物体的角速度和姿态，为导航、制导等领域提供支持。

光学陀螺仪，光学陀螺仪因其精度高、稳定性高、体积小、抗干扰能力强等优势，是目前捷联式惯性导航系统中使用的主流产品，在市场中仍占据着主导地位。激光陀螺仪近年来不断朝着高精度、小型化、低成本的方向快速发展，但如何更有效地减小闭锁效应，更好地提升激光陀螺仪的精度仍是亟待突破的难题。光纤陀螺仪虽然晚于激光陀螺仪出现，但发展势头迅猛，美国、法国、俄罗斯和日本等发达国家，研制的新产品不断涌现，满足了不同领域的实际应用需求，下阶段，融合多种技术，从精度、稳定性、体积和成本等方面提高光纤陀螺仪的整体性能，并采用有效手段克服外界环境的影响，将是光纤陀螺仪的重点研究方向。在大型工程和科研项目中，陀螺仪可与加速度计等传感器结合，实现复杂环境下的精确测量和控制。甘肃航姿仪生产厂家

未来，随着人工智能和自动驾驶技术的发展，陀螺仪将继续发挥关键作用，支持智能交通和自动化系统的实现。广西高精度惯导

在接下来的内容中，我们将更多地了解陀螺仪在国民生活应用中的表现。我们大致了解陀螺仪的来历，原理和种类，那么，它与我们的日常生活有怎样的关系呢？陀螺仪器较早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到普遍的应用。陀螺仪器不只可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行，而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。广西高精度惯导