激光陀螺儀

一般把陀螺儀分為激光陀螺、光纖陀螺、微機械陀螺和壓電陀螺，這些都是屬於電子式的，可跟GPS、磁阻晶元以及加速度計一起製造成為慣性導航控制系統。

現代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據塞格尼克的理論發展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的：當光束在一個環形的通道中前進時，如果環形通道本身具有一個轉動速度，那麼光線沿著通道轉動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉動相反的方向前進所需要的時間要多。

也就是說當光學環路轉動時，在不同的前進方向上，光學環路的光程相對於環路在靜止時的光程都會產生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產生干涉來測量環路的轉動速度，這樣就可以製造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環路光程的變化來實現在環路中不斷循環的光之間的干涉，也就是通過調整光纖環路的光的諧振頻率進而測量環路的轉動速度，就可以製造出諧振式的光纖陀螺儀。

從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。

自從上個世紀七十年代以來，現代陀螺儀的發展已經進入了一個全新的階段。1976年等提出了現代光纖陀螺儀的基本設想，到八十年代以後，現代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發展，與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發展。由於光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優點，所以光纖陀螺儀在很多的領域已經完全取代了機械式的傳統的陀螺儀，成為現代導航儀器中的關鍵部件。和光纖陀螺儀同時發展的除了環式激光陀螺儀外，還有現代集成式的振動陀螺儀，集成式的振動陀螺儀具有更高的集成度，體積更小，也是現代陀螺儀的一個重要的發展方向。

激光陀螺，是一種無質量的光學陀螺儀。利用環形激光器在慣性空間轉動時正反兩束光隨轉動而產生頻率差的效應，來測量敏感物體相對於慣性空間的角速度或轉角。

組成激光陀螺的基本元器件有氦氖激光器，全反射鏡，半透半反射鏡。

激光陀螺沒有旋轉的轉子部件，沒有角動量，也不需要方向環框架，框架伺服機構，旋轉軸承，導電環及力矩器和角度感測器等活動部件，結構簡單，工作壽命長，維修方便，可靠性高，2014年激光陀螺的平均無故障工作時間已達到九萬小時以上。

激光陀螺沒有活動部件，不存在質量不平衡問題，所以對載體的震動及衝擊加速度都不敏感，對重力加速度的敏感度也可忽略不計，因而無需不平衡補償系統，輸出信號沒有交叉耦合項，精度高，偏值小於0.001度每小時，隨機漂移小於0.001度每小時，長期精度穩定性好，在9年內輸出沒有任何變化，重複性極好。

激光陀螺沒有精密零件，組成陀螺的零件品種和數量少，機械加工較少，易於批量生產和自動化生產，成本是常規陀螺的三分之一左右。

3個激光陀螺和3個加速度計組成一套導航系統。物體運動時根據不同激光束的變化，就能精確感知物體空間坐標。用它給武器平台導航，能讓戰機突防能力更強、艦船跑得更遠、導彈打得更准。在沒有衛星導航的情況下，同樣能精確打擊目標。激光陀螺集光、機、電、算等尖端科技於一身。

主要特點

激光陀螺，沒有機械轉動部件的摩擦引起的誤差，角位移測量精度高，被測角速度範圍大。需採用膨脹係數低的材料，需採用熱補償措施。

激光陀螺的動態範圍很寬，測得速率為±1500度每秒，最小敏感角速度小於±0.001度每小時一下，解析度為/弧度秒數量級，用固有的數字增量輸出載體的角度和角速度信息，無需精密的模數轉換器，很容易轉換成數字形式，方便與計算機介面，適合捷聯式系統使用。

激光陀螺的工作溫度範圍很寬（從-55℃~﹢95℃），無需加溫，啟動過程時間短，系統反應時間快，接通電源零點幾秒就可以投入正常工作。達到0.5度每小時的精度，只需50毫秒時間，對武器系統的制導來說，是十分寶貴的。

應用領域

激光陀螺集光、機、電、算等尖端科技於一身。廣泛覆蓋陸海空天多個領域。激光陀螺是衡量一個國家光學技術發展水平的重要標誌之一。在航海方面，作為導航儀器，激光陀螺導航系統是當今美國海軍水面艦船和潛艇的標準設備。此外，2014年大多數發達國家的軍用和民用飛機也都採用了激光陀螺慣導系統。