激光陀螺仪的道理是利用光程差来丈量旋转角速度( Sagnac 效应)。。。。。在关合光路中,,,,,,由统一光源发出的沿顺使仉方向和反使仉方向传输的两束光和光过问,,,,,,利用检测相位差或过问条纹的变动,,,,,,就能够测出关合光路旋转角速度。。。。。激光陀螺仪的根基元件是环形激光器,,,,,,环形激光器由三角形或正方形的石英造成的关合光路组成,,,,,,内有一个或几个装有混合气体(氦氖气体)的管子,,,,,,两个不通明的反射和一个半通明镜。。。。。用高频电源或直流电源引发混合气体,,,,,,产生单色激光。。。。。为维持路谐振,,,,,,回路的周长应为光波波长的整数倍。。。。。用半通明镜将激光导出回路,,,,,,经反射镜使两束相反传输的激光过问,,,,,,通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。。。。。

图1 环形激光器
相迸宗传统的机电陀螺仪,,,,,,激光陀螺仪的重要利益有:
(1)靠得住性高,,,,,,寿命长;;;;;;;;
(2)启动速度快;;;;;;;;
(3)动态领域大;;;;;;;;
(4)比例因子线性度好;;;;;;;;
(5)抗振动冲击机能好;;;;;;;;
(6)体积幼、沉量轻、功耗低;;;;;;;;
(7)数字量输出;;;;;;;;
(8)无交叉耦合效应;;;;;;;;
(9)对加快度不敏赣祝。。。。
这些特点使它出格合用于构建捷联式惯性导航系统。。。。。
激光陀螺仪最沉要的利用是惯性丈量如惯性导航和造导、姿势丈量与节造。。。。。惯性导航是一种自主的导航技术,,,,,,它不必要表界信息即可实现导航,,,,,,因而拥有荫蔽性好、不受表界滋扰蹬着点,,,,,,在军事场所拥有沉要的价值。。。。。唬;;;;;;睾铣煽拙独状锖秃毂泶衅鳌⒔⒃匚佬峭ㄑ短煜摺⑿窃睾毂泶衅骱蜕阆窕缺匾返拇衅髯耸菩畔⒗炊源衅鞯脑硕信獬セ蛘叨源衅鞯淖耸平薪谠臁!!。。
在航空上,,,,,,陀螺仪用来丈量飞机的姿势角(俯仰角、横滚角、航向角)和角速度,,,,,,以它为主题组成的惯导系统可以为飞机提供姿势、航向、速度和地位,,,,,,即导航所需的所有参量,,,,,,因而被称为飞机上的中心信息源。。。。。目前大无数西方的军用和民用飞机都选取激光陀螺惯导系统,,,,,,如F-22、F-35、SU-30等战机以及B747、A320等民航机。。。。。
在航海上,,,,,,陀螺仪早已成为航海的沉要导航仪器。。。。。航海惯导可能为舰船提供地位、姿势、速度等数据,,,,,,不仅可用于舰船自身的导航,,,,,,还可为舰载兵器提供方位基准或不变平台。。。。。Sperry公司的MK39系列激光陀螺惯导系统已被超过24个国度的水师用于各类舰船平台,,,,,,MK-49 激光陀螺导航仪已成为北约12个国度的尺度设备,,,,,,AN/WSN-7系列激光陀螺导航系统是美国水师水面舰船和潜艇的尺度设备,,,,,,并在2001就已完玉成数航母换装此系统的工作。。。。。
在地面上,,,,,,坦克、火炮等通例刀兵的机动能力和运动中攻击能力对保留自己、进攻敌人极为沉要,,,,,,这就要求它们拥有定位定向和导航能力。。。。。1989年起头使用的H-726型激光陀螺美军尺度地面导航系统,,,,,,就已用在“帕拉丁”自行榴弹炮、瑞典的BKAN1A和FH-77B型榴弹炮,,,,,,各类精密丈量窥伺车和布雷德利战车等设备上。。。。。
角度丈量是几何量计量技术的沉要组成部门,,,,,,激光陀螺仪能够实现高精度和高分辨率的动态角度丈量。。。。。俄罗斯电子光学公司(Electrooptika Corp.)研造的激光陀螺测角仪可用于光学多面体和光学编码器的校准、旋转体的表部角度丈量等,,,,,,随机误差0.03角秒,,,,,,单次丈量的总误差幼于0.2角秒。。。。。激光陀螺仪测角技术除了精度和分辨率高之表,,,,,,还有易于自校准、丈量速度快蹬着点。。。。。
将激光陀螺装置在望远镜上能够实时提供其角坐标,,,,,,通过推算机求涌现实角坐标与指标角坐标之间的差值,,,,,,而后对其姿势进行节造可使之实时跟踪指标,,,,,,精度可达亚角秒。。。。。与光学编码器和圆感应同步器相比,,,,,,激光陀螺体积幼、分辨率高,,,,,,并且装置调整极度单一。。。。。通过增大激光陀螺的尺寸可显著提高精度,,,,,,新西兰和德国结合研造了超大激光陀螺,,,,,,其中的UG-2型超大激光陀螺的环路面积达834 m?。。。。。用超大激光陀螺能够观察微幼的地震效应、固体地面潮汐效应(solid earth tides,,,,,,分歧于海洋潮汐效应),,,,,,还有望用来丈量引力波等几种相对论效应。。。。。
惯性导航系统的一大弊端是误差随功夫累加,,,,,,选取多传感器信息融合的组合导航、零速建改和旋转调造等技术能够从肯定水平上克服该问题。。。。。选取GPS、星敏感器蹬纂惯性系统进行组合,,,,,,可大大提高激光陀螺导航系统的精度,,,,,,减幼误差随功夫的堆集。。。。。在实时性要求不高的场所,,,,,,能够采取零速建改技术,,,,,,可能将定位精度从纯惯性的1海里左右提高到米的量级,,,,,,合用于对实时性要求不高的场所,,,,,,如大地丈量。。。。。选取旋转调造技术后,,,,,,激光陀螺惯性导航系统的精度能提高1到2个数量级,,,,,,适合于持久导航。。。。。
激光陀螺以其怪异的利益在军事、民用和科研等领域拥有宽泛的利用。。。。。美国霍尼韦尔公司仅型号为GG-1320的激光陀螺即已出产了25万只以上,,,,,,且目前仍以1.7万只每年的产量全速出产,,,,,,诺斯罗普-格鲁曼公司的零关锁激光陀螺也已出产了3万只以上。。。。。只管在价值上面对微机电陀螺、光纤陀螺等陀螺的竞争,,,,,,但在中高精杜爪用领域,,,,,,激光陀螺仍有辽阔的市场。。。。。