抗震慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

當陀螺儀應(yīng)用到車載導(dǎo)航上它的作用體現(xiàn)在：陀螺儀在上立交橋時更靈敏準確的識別，民用GPS的精度是無法識別上沒上立交橋的，而陀螺儀卻可測出車子是否向上移動了，從而能讓導(dǎo)航軟件及時的修改導(dǎo)航路線。依靠GPS衛(wèi)星的信號導(dǎo)航和陀螺儀的慣性導(dǎo)航，有效提高了導(dǎo)航精確度，即使在失去GPS信號后，系統(tǒng)仍能通過自主推算來繼續(xù)導(dǎo)航，為車主提供準確的行駛指示。且而陀螺儀能夠在方向和速度改變的瞬間即時測出，從而能讓導(dǎo)航軟件及時的修改導(dǎo)航路線。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?？拐饝T性導(dǎo)航系統(tǒng)

光纖陀螺儀的原理是利用光程的變化檢測出兩條光路的相位差，就可以測出光路旋轉(zhuǎn)角速度，主要用于航空，航海，航天和國家防護工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。微機電陀螺儀MEMS一般會用在手機等電子產(chǎn)品上，通常有兩個方向的可移動電容板，徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體做徑向運動，橫向的電容板測量由于橫向運動帶來的電容變化，所以由電容的變化可以計算出角速度。所以，陀螺儀不光是用在手機里那么簡單，大到航海，航空和航天，導(dǎo)彈、衛(wèi)星運載器，國家防護等領(lǐng)域，并且地面設(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探都離不開它。在生活中汽車導(dǎo)行，手機，環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域都需要陀螺儀的參與。海南慣導(dǎo)哪家好虛擬現(xiàn)實（VR）設(shè)備中，陀螺儀用于捕捉用戶頭部運動，提供沉浸式體驗。

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）矢量的計算：叉積和點積，假設(shè)a、b為兩個矢量，之間的夾角為θ，則點積：a · b = abcosθ（標量），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，方向為旋轉(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，方向為線速度v的方向；以該圖的方向為例，依據(jù)角動量公式，可以得到角動量L的方向為豎直向上。（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。

它主要特點：1、體積小、重量輕，其邊長都小于1mm，器件主要的重量只為1.2mg。2、成本低。3、可靠性好，工作壽命超過10萬小時，能承受1000g的沖擊。4、測量范圍大。一百多年以前，萊昂·傅科發(fā)明陀螺儀是為了科學研究。如今，這個小東西卻讓我們的生活有了翻天覆地的改變。陀螺儀器不只可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動控制系統(tǒng)中的一個敏感元件，即可作為信號傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號，以便駕駛員或用自動導(dǎo)航儀來控制飛機、艦船或航天飛機等航行體按一定的航線飛行，而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運載器或空間探測火箭等航行體的制導(dǎo)中，則直接利用這些信號完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。陀螺儀通過實時監(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。

下面，我們以單自由度陀螺儀為例，來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示，其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個軸。假設(shè)基座被固定在汽車上，y軸即為汽車的前進方向。當汽車繞y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)環(huán)起到了隔離運動的作用，陀螺轉(zhuǎn)軸并不會隨汽車轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。但當汽車繞x軸轉(zhuǎn)動時，內(nèi)環(huán)上會產(chǎn)生一對力F，形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉(zhuǎn)動自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進動。因此，通過測量y軸的角速度，我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動量矩定理，這里不再詳細展開。激光陀螺儀則利用光的干涉效應(yīng)測量角速度，具有高精度和長期穩(wěn)定性，在慣性導(dǎo)航和高精度測量中應(yīng)用普遍。陜西軌檢測量航姿儀

陀螺儀可以用于醫(yī)療設(shè)備的姿態(tài)穩(wěn)定和運動追蹤，提高手術(shù)的精確性和安全性?？拐饝T性導(dǎo)航系統(tǒng)

普遍使用的MEMS陀螺（微機械）可應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。并且MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)勢：1.體積小、重量輕。適合于對安裝空間和重量要求苛刻的場合，例如彈載測量等。2.低成本。3.高可靠性。內(nèi)部無轉(zhuǎn)動部件，全固態(tài)裝置，抗大過載沖擊，工作壽命長。4.低功耗。5.大量程。適于高轉(zhuǎn)速大g值的場合。6.易于數(shù)字化、智能化?？蓴?shù)字輸出，溫度補償，零位校正等。從力學的觀點近似的分析陀螺的運動時，可以把它看成是一個剛體，剛體上有一個萬向支點，而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉(zhuǎn)動，所以陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉(zhuǎn)動運動?？拐饝T性導(dǎo)航系統(tǒng)