北京船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例，探討較簡(jiǎn)單的工作原理（圖1）。兩個(gè)正在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動(dòng)，如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個(gè)角速率，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直的科里奧利力，如圖中黃色箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移，位移大小與所施加的角速率大小成正比。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)部分的運(yùn)動(dòng)電極（轉(zhuǎn)子）位于固定電極（定子）的側(cè)邊，上面的位移將會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化，因此，在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個(gè)專(zhuān)門(mén)使用電路可以檢測(cè)的電參數(shù)。陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)高精度的姿態(tài)控制，用于飛行器、導(dǎo)彈等的穩(wěn)定控制。北京船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

換句話(huà)說(shuō)，平臺(tái)開(kāi)發(fā)商可利用較新的MEMS技術(shù)，將慣性傳感器與較傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)配合使用，能夠在衛(wèi)星信號(hào)很弱的高樓林立的市區(qū)或根本沒(méi)有信號(hào)的室內(nèi)或地鐵環(huán)境中提供導(dǎo)航服務(wù)。在不久的將來(lái)，準(zhǔn)確的方位信息與服務(wù)廠(chǎng)商提供的附加中間數(shù)據(jù)將會(huì)整合在一起，并顯示在用戶(hù)的手機(jī)顯示屏幕上，這種定位關(guān)聯(lián)服務(wù)將會(huì)為手機(jī)用戶(hù)帶來(lái)好處，例如，手機(jī)用戶(hù)可以獲得位于某一個(gè)購(gòu)物中心內(nèi)的所有商鋪的準(zhǔn)確信息，找到想要購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品的方位提示，接收根據(jù)用戶(hù)興趣訂制的商品特價(jià)和打折信息。遼寧陀螺儀供應(yīng)商光纖陀螺儀利用光纖環(huán)路的Sagnac效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)相位差來(lái)獲得角速度信息。

由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點(diǎn)，所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。同時(shí)，激光陀螺儀也有突破，它通過(guò)光程差來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角速度，優(yōu)點(diǎn)和光纖陀螺儀差不多，但成本高一些。而我們現(xiàn)在智能手機(jī)上采用的陀螺儀是MEMS（微機(jī)電）陀螺儀，它精度并不如前面說(shuō)到的光纖和激光陀螺儀，需要參考其他傳感器的數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)功能，但其體積小、功耗低、易于數(shù)字化和智能化，特別是成本低，易于批量生產(chǎn)，非常適合手機(jī)、汽車(chē)牽引控制系統(tǒng)、醫(yī)療器材這些需要大規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)備。

到了第二次世界大戰(zhàn)，各個(gè)國(guó)家都玩命的制造新式武器，德國(guó)人搞了飛彈去炸英國(guó)，這是這里導(dǎo)彈的雛形。從德國(guó)飛到英國(guó)，千里迢迢怎么讓飛彈能飛到，還能落到目標(biāo)呢？于是，德國(guó)人搞出來(lái)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。慣性制導(dǎo)系統(tǒng)采用用陀螺儀確定方向和角速度，用加速度計(jì)測(cè)試加速度，然后通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，就可以算出飛彈飛行的距離和路線(xiàn)，然后控制飛行姿態(tài)，爭(zhēng)取讓飛彈落到想去的地方。不過(guò)那時(shí)候計(jì)算機(jī)也好，儀器也好，精度都是不太夠的，所以德國(guó)的飛彈偏差很大，想要炸倫敦，結(jié)果炸得到處都是，頗讓英國(guó)人恐慌了一陣。陀螺儀利用陀螺效應(yīng)，即旋轉(zhuǎn)物體的角動(dòng)量會(huì)保持不變，來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)子陀螺儀，液浮陀螺儀經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，技術(shù)上已相對(duì)成熟，目前主要作為敏感傳感器應(yīng)用到武器系統(tǒng)上，以實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)跟蹤與制導(dǎo)，但在降低溫控裝置功耗和噪聲等方面，仍有提升空間。動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀，在20世紀(jì)70年代到20世紀(jì)90年代被普遍應(yīng)用，但隨著光學(xué)陀螺儀技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，其各方面性能指標(biāo)均不占優(yōu)勢(shì)，在各領(lǐng)域逐漸被光學(xué)陀螺儀所取代，目前國(guó)內(nèi)外已基本停止了對(duì)動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀的研究。靜電陀螺儀仍是目前實(shí)際應(yīng)用中，精度較高的陀螺儀，但由于其工藝復(fù)雜、成本昂貴、抗干擾能力差等缺陷，如今只在高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用，受關(guān)注度較低，各國(guó)正努力尋求其替代品，未來(lái)進(jìn)一步發(fā)展的空間相對(duì)受限。未來(lái)，隨著人工智能和自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，陀螺儀將繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，支持智能交通和自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。遼寧陀螺儀供應(yīng)商

機(jī)械式陀螺儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但精度相對(duì)較低，適用于中低精度場(chǎng)合。北京船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

陀螺儀在航空飛行領(lǐng)域的應(yīng)用：由于各種電子設(shè)備和電腦控制的高科技發(fā)展，各種現(xiàn)代飛機(jī)的設(shè)計(jì)大多數(shù)都是靜不穩(wěn)定的，必須利用電子設(shè)備和電腦來(lái)輔助控制來(lái)使飛機(jī)取得良好的飛行控制。這種飛機(jī)單純依靠飛行員手指來(lái)控制難度會(huì)加大。飛機(jī)雖然仍能飛行，但是會(huì)出現(xiàn)不同程度的搖晃不定，總是處于一種不穩(wěn)定的飛行狀態(tài)。有時(shí)重心設(shè)定的不太準(zhǔn)確，稍微有差別，也會(huì)使飛機(jī)飛行不太穩(wěn)定?？罩杏懈鞣N亂流，也會(huì)使飛機(jī)飛行不夠穩(wěn)定，這時(shí)就使用陀螺儀增穩(wěn)，飛機(jī)就會(huì)一直平穩(wěn)的飛行，讓飛行員感覺(jué)更容易操控飛機(jī)，做出各種動(dòng)作也更加標(biāo)準(zhǔn)。北京船用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)