中国新型战机普遍应用光纤陀螺导航系统(图)

图1 某公司光纤陀螺惯导SPIRIT的内部结构示意图。

　　陀螺仪在我们周围无处不在

　　陀螺仪是一种测量运动载体角度或角速率的传感器， 它在我们周围无处不在。例如，飞机按照预定航向平稳的飞行是由于陀螺仪构成的航向姿态导航系统，船舶在浩瀚的大海航行而不迷失方向是由于陀螺仪构成的罗盘。在国防领域中导弹的精确制导、潜艇长期潜伏在水下的精确导航、行进中的坦克保持火炮和瞄准系统的稳定等都离不开陀螺仪。在国民经济领域中，大地测量、隧道开凿、工程测量的精确定位、石油钻探的精确定向、机器人动作精确控制等都离不开陀螺仪。因此，陀螺仪的应用十分广泛，并且与我们的生活息息相关。

　　陀螺仪是一种惯性器件，在任何环境下都具有自主导航的能力，自问世以来，就引起人们极大关注，而且一直是各国重点发展的核心产品之一。在科学技术突飞猛进的今天，与陀螺相关的技术，仍然是人们关注的焦点之一。

　　什么是陀螺仪

　　自1910年首次用于船载指北陀螺罗经以来，陀螺仪已有100多年的发展史，其过程大致分为四个阶段：第一阶段是滚珠轴承支承陀螺马达和框架的陀螺，以及20世纪40年代末到50年代初发展起来的液浮和气浮陀螺；第二阶段是20世纪60年代以后发展起来的干式动力挠性支承的转子陀螺；第三阶段是以激光陀螺和光纤陀螺为代表的光学陀螺；目前陀螺的发展已进入第四个阶段，即微机械陀螺。

　　经典陀螺仪概念：具有定轴性、进动性的高速旋转的飞轮，并且能用来测量载体相对于惯性空间角运动的仪表。经典陀螺仪有两大特性，即定轴性和进动性。可以利用这两个特性建立一个相对惯性空间的人工参考坐标系，通过陀螺仪和加速度计测出运载器（包括飞机、导弹、火箭、潜艇等）的旋转运动和直线运动信号，经计算机综合处理，发出指令姿态控制系统和推进系统，实现运载器的完全自主导航。

　　现代陀螺仪概念：用来测量载体相对于惯性空间角运动的仪表。

　　当前陀螺仪发展的形势可概括为：应用成熟的机械陀螺（挠性陀螺和液浮陀螺）、不断改进的激光陀螺、迅速发展的光纤陀螺和方兴未艾的微机械陀螺。