湖南实时惯性导航系统

一个接近真实MEMS陀螺仪的结构如下图所示。外侧的蓝色与黄色部分别为驱动电极，它们通过施加交变电压来驱动内部的红色质量块及红色测量电极沿着特定方向做往返运动。红色质量块通过具有弹簧性质的绿色长条结构与基底相连，而红色的短栅与内侧蓝色的短栅则构成了电容的极板。当基底发生旋转时，质量块在科里奥利力的作用下会产生垂直方向的运动。这种运动的幅值与施加的角速度成正比。通过测量质量块上的红色电极与固定在底座上的蓝色电极之间的电容变化，我们就可以得到角速度的大小。陀螺仪可以用于航天器的姿态控制和轨道调整，提供准确的航天数据。湖南实时惯性导航系统

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角速度检测装置。利用其他原理制成的角速度检测装置起同样功能的也称陀螺仪。绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。在一定的初始条件和一定的外在力矩作用下，陀螺会在不停自转的同时，环绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。湖南实时惯性导航系统激光陀螺仪则利用光的干涉效应测量角速度，具有高精度和长期稳定性，在惯性导航和高精度测量中应用普遍。

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。

测量的物理量:（1）角速度,测量的物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；（2）方向：俯仰角（pitch）：绕x轴旋转；偏航角（yaw）：绕z轴旋转；翻滚角（roll）：绕y轴旋转；主要参数，通用参数（传感器）；线性误差：传感器测量值与实际物理值之间的误差；分辨率：可检测到的较小物理量单位；采样频率：单位时间内的采样次数。陀螺仪重要参数：量程：为角速度单位（dps，degree per second）；灵敏度（刻度因子）：较小分辨的角速度；灵敏度初始误差；灵敏度动态误差；非线性度：满量程的误差；初始零漂；零漂温度系数。陀螺仪可以用于地理测量和地图制作，提供准确的地理信息。

到了第二次世界大战，各个国家都玩命的制造新式武器，德国人搞了飞弹去炸英国，这是这里导弹的雏形。从德国飞到英国，千里迢迢怎么让飞弹能飞到，还能落到目标呢？于是，德国人搞出来惯性制导系统。惯性制导系统采用用陀螺仪确定方向和角速度，用加速度计测试加速度，然后通过数学计算，就可以算出飞弹飞行的距离和路线，然后控制飞行姿态，争取让飞弹落到想去的地方。不过那时候计算机也好，仪器也好，精度都是不太够的，所以德国的飞弹偏差很大，想要炸伦敦，结果炸得到处都是，颇让英国人恐慌了一阵。陀螺仪可以测量物体的旋转速度和角度，从而帮助确定物体的方向和位置。综采工作面陀螺仪生产厂家

与其他传感器（如加速度计）相结合，陀螺仪能实现更为精确的姿态解算。湖南实时惯性导航系统

当陀螺仪应用到车载导航上，便大幅度提升了导航的精确度，它的作用体现在：1、陀螺仪能在GPS信号不好时能继续发挥导航的作用并修正GPS定位不准的问题，在GPS信号不好时，陀螺仪可根据已获知的方位、方向和速度来继续进行精确导航，这也是惯性导航技术的基本原理。同时也可修正GPS信号不好时定位偏差过大的问题。2、陀螺仪能比GPS提供更灵敏准确的方向和速度，GPS是无法即时发现车子速度和方向的改变的，要等跑了一段距离之后才能测出，因此当你车子在非导航情况下转变了方向后，就会出现小陈那样的状况，导航就无法辨识你车子的转向，结果把方向导错了。湖南实时惯性导航系统