江西車載慣導(dǎo)

陀螺穩(wěn)定平臺，以陀螺儀為主要元件，使被穩(wěn)定對象相對慣性空間的給定姿態(tài)保持穩(wěn)定的裝置。穩(wěn)定平臺通常利用由外環(huán)和內(nèi)環(huán)構(gòu)成制平臺框架軸上的力矩器以產(chǎn)生力矩與干擾力矩平衡使陀螺儀停止旋進(jìn)的穩(wěn)定平臺稱為動力陀螺穩(wěn)定器。陀螺穩(wěn)定平臺根據(jù)對象能保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)軸數(shù)目分為單軸、雙軸和三軸陀螺穩(wěn)定平臺。陀螺穩(wěn)定平臺可用來穩(wěn)定那些需要精確定向的儀表和設(shè)備，如測量儀器、天線等，并已普遍用于航空和航海的導(dǎo)航系統(tǒng)及火控、雷達(dá)的萬向支架支承。根據(jù)不同原理方案使用各種類型陀螺儀為元件。其中利用陀螺旋進(jìn)產(chǎn)生的陀螺力矩抵抗干擾力矩，然后輸出信號控、照相系統(tǒng)。陀螺儀可以用于地震監(jiān)測和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，提供準(zhǔn)確的振動和位移測量。江西車載慣導(dǎo)

單自由度陀螺儀給陀螺增加了一個自由度，共有兩個自由度。單自由度陀螺儀模型如圖3所示，x、y、z分別為陀螺儀的三個周，x方向沒有自由度。轉(zhuǎn)子飛速轉(zhuǎn)動的動量H沿z軸方向。當(dāng)基座繞z軸轉(zhuǎn)動或y軸轉(zhuǎn)動時，由于內(nèi)框架具有隔離運(yùn)動作用，轉(zhuǎn)子不會隨著基座的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。當(dāng)基座繞x軸轉(zhuǎn)動時，內(nèi)框架軸有一對力F作用在內(nèi)框架軸的兩端，形成力矩M_x，方向沿x軸方向。由于陀螺儀沒有該方向的轉(zhuǎn)動自由度，力矩M_x使陀螺儀繞內(nèi)框架進(jìn)動，沿y軸方向。總之，單自由度陀螺儀可敏感缺少自由度方向的角速度。江西慣導(dǎo)作用陀螺儀通過實(shí)時監(jiān)測角速度和方向變化，為航空航天等領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的導(dǎo)航和控制支持。

主要工作原理：角動量守恒定律，角動量守恒定律是指系統(tǒng)所受合外力矩為零時系統(tǒng)的角動量保持不變。角動量的定義：物體矢徑和其動量的叉積：（1）矢量的計(jì)算：叉積和點(diǎn)積，假設(shè)a、b為兩個矢量，之間的夾角為θ，則點(diǎn)積：a · b = abcosθ（標(biāo)量），叉積：a x b = absinθ（矢量，方向由右手螺旋定則決定，四指由a彎向b，大拇指方向即為叉積方向）。（2）角動量計(jì)算：物體矢徑和動量的叉積，r為矢徑，數(shù)值為物體到旋轉(zhuǎn)中心的距離，方向?yàn)樾D(zhuǎn)中心指向物體的方向矢量；p為動量，數(shù)值為物體質(zhì)量與線速度的乘積p=mv，方向?yàn)榫€速度v的方向；以該圖的方向?yàn)槔罁?jù)角動量公式，可以得到角動量L的方向?yàn)樨Q直向上。（3）陀螺的角動量守恒，假設(shè)一個陀螺不受空氣阻力（合外力力矩=0），陀螺與地面的接觸面無限?。ㄊ笍?0），則角動量的合力矩為0，即角動量守恒。

轉(zhuǎn)子陀螺儀，液浮陀螺儀經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)上已相對成熟，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，在各領(lǐng)域逐漸被光學(xué)陀螺儀所取代，目前國內(nèi)外已基本停止了對動力調(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，各國正努力尋求其替代品，未來進(jìn)一步發(fā)展的空間相對受限。陀螺儀的工作原理是基于角動量守恒定律，即物體在沒有外力作用下，角動量保持不變。

振動陀螺儀，MEMS陀螺儀因其體積小、成本低、易批量生產(chǎn)等優(yōu)勢，現(xiàn)階段已基本占據(jù)低精度市場，隨著工藝水平、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)算法的不斷發(fā)展，其精度性能有望實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破，進(jìn)入慣性級陀螺儀應(yīng)用領(lǐng)域。半球諧振陀螺儀較好地滿足理想慣性傳感器的性能指標(biāo)，在成功應(yīng)用到空間領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，向航海領(lǐng)域的推廣已成為必然趨勢，例如，法國已將半球諧振陀螺儀作為新一代海洋導(dǎo)航定位系統(tǒng)的主要慣性導(dǎo)航設(shè)備，賽峰電子與防務(wù)公司基于HRG Crystal技術(shù)研發(fā)的布盧·瑙特（BlueNaute）系列慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，已開始應(yīng)用到工程船舶、科考船和海警船等載體上[20]；另外，結(jié)合新型制作工藝，大力開發(fā)基于MEMS技術(shù)的微半球諧振陀螺儀（micro-HRG, MHRG）也是未來的熱點(diǎn)研究方向。陀螺儀在空間站、衛(wèi)星等航天器中，為姿態(tài)控制和軌道測量提供關(guān)鍵支持。江西慣導(dǎo)作用

與其他傳感器（如加速度計(jì)）相結(jié)合，陀螺儀能實(shí)現(xiàn)更為精確的姿態(tài)解算。江西車載慣導(dǎo)

陀螺儀到底有什么用呢？頭一大用途，導(dǎo)航。陀螺儀自被發(fā)明開始，就用于導(dǎo)航，先是德國人將其應(yīng)用在V1、V2火箭上，因此，如果配合GPS，手機(jī)的導(dǎo)航能力將達(dá)到前所未有的水準(zhǔn)。實(shí)際上，目前很多專業(yè)手持式GPS上也裝了陀螺儀。第二大用途，可以和手機(jī)上的攝像頭配合使用，比如防抖，這會讓手機(jī)的拍照攝像能力得到很大的提升。第三大用途，各類游戲的傳感器 ，比如飛行游戲，體育類游戲，甚至包括一些頭一視角類射擊游戲，陀螺儀完整監(jiān)測游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。第四大用途，可以用作輸入設(shè)備，陀螺儀相當(dāng)于一個立體的鼠標(biāo)，這個功能和第三大用途中的游戲傳感器很類似，甚至可以認(rèn)為是一種類型。江西車載慣導(dǎo)