激光陀螺的原理与发展现状整体知识结构加速度计陀螺仪激光陀螺仪惯性导航系统
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陀螺仪★激光陀螺仪惯性传感器惯性器件惯性测量惯性导航惯性稳定惯性制导陀螺仪定义特性定轴性进动性(逆动性)陀螺仪定义陀螺仪：是一种用来传感与维持方向的装置。使用最广泛的是三轴陀螺仪。激光陀螺我国已经成为世界上第四个具备独立研制激光陀螺能力的国家，产品应用范围覆盖陆海空天等多个领域。激光陀螺虽小，却集成了光、机、电等诸多领域高精尖技术，是一个国家科技实力和军事实力的综合体现。陀螺仪特性进动性：在运转中的陀螺仪，如果在旋转轴上施加一个力矩，旋转轴并不沿施力方向运动，而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动。激光陀螺仪优点★原理应用激光陀螺仪传统的惯性陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，精度很受制约。而激光陀螺没有旋转的转子部件，没有角动量，也不需要方向环框架，角度传感器等活动部件，结构简单，工作寿命长，维修方便，可靠性高。传统陀螺仪激光陀螺仪激光陀螺仪的原理基本原理原型-----萨古纳克干涉仪(Sagnac干涉仪)实际模型----激光陀螺相对干涉仪★简化模型----环形干涉仪激光陀螺仪的原理基本原理：陀螺仪的主要作用是获取当前角速度w。在激光陀螺仪中，我们通过物理模型建立角速度w与光程差ΔL的关系。并由固有数学公式得到ΔL与频率差Δf的关系。这时我们便可以通过测量频率差Δf来得知角速度w角速度w频率差Δf光程差ΔL通过测量频率差ΔL得知角速度w激光陀螺仪的原理原型-----Sagnac干涉仪法国物理学家Sagnac发现于1913年激光陀螺仪的原理实际模型----激光陀螺相对干涉仪图1理想环形光路系统中的Sagnac效应(a)系统静止；(b)系统旋转简化模型----环形干涉仪一束光经分束器M进入同一光学回路中，分成完全相同的两束光Ccw和Cccw，分别沿顺时针方向(CW)和逆时针方向(CCW)相向传播，当回路绕垂直于自身的轴转动时，将使两束光产生光程差ΔL。激光陀螺仪的原理图1理想环形光路系统中的Sagnac效应(a)系统静止；(b)系统旋转如(a)所示，无旋转条件下，两束光传输时间相等，为如(b)所示，旋转条件下，激光陀螺仪的原理图1理想环形光路系统中的Sagnac效应(a)系统静止；(b)系统旋转激光陀螺仪的原理分别求出两个方向的时间传输时间差图1理想环形光路系统中的Sagnac效应(a)系统静止；(b)系统旋转传输光程差激光陀螺仪的原理亦即(S为环路所围成面积)图1理想环形光路系统中的Sagnac效应(a)系统静止；(b)系统旋转激光陀螺仪的原理数学推导得(具体推导见教材1P180)亦即教材1：周秀云等编著.光电检测技术及应用.电子工业出版社.2009.国外大部分战机以及民航F-22、F-35、SU-30等战机以及B747、A320等民航机坦克、火炮等常规兵器“帕拉丁”自行榴弹炮瑞典的BKAN1A和FH-77B型榴弹炮精密测量侦察车和布雷德利战车各种战术导弹和战略导弹小型洲际弹道导弹“侏儒”BlockIII战斧巡航导弹观察微小的地震效应、固体地面潮汐效应激光陀螺仪的应用2013/5/12发展现状2013/5/12Thankyou!!2013/5/12
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