光纤陀螺仪的发展现状
2024年MEMS陀螺仪市场发展现状
2024年MEMS陀螺仪市场发展现状引言微电机系统（MEMS）陀螺仪是一种基于微纳技术的小型化陀螺仪装置，主要用于测量角速度和角位移。
近年来，随着物联网、智能手机等技术的快速发展，MEMS 陀螺仪市场也呈现出快速增长的趋势。
本文旨在探讨MEMS陀螺仪市场的发展现状，并分析市场前景和发展趋势。
1. MEMS陀螺仪市场概述MEMS陀螺仪广泛应用于航空航天、汽车、消费电子等领域。
随着无人机、自动驾驶车辆等技术的普及，对高性能MEMS陀螺仪的需求越来越大。
目前，市场上的MEMS陀螺仪主要分为三个主要类别：光学陀螺仪、电容陀螺仪和振动陀螺仪。
•光学陀螺仪：利用光纤的光相位差或光频差来测量角速度，具有高精度和高稳定性的特点。
•电容陀螺仪：基于电容变化来测量角速度，具有低功耗和较小尺寸的优势。
•振动陀螺仪：通过测量振动模式的变化来获取角速度信息，具有高灵敏度和高阻尼能力。
2. MEMS陀螺仪市场现状目前，全球MEMS陀螺仪市场处于快速增长阶段。
据市场研究机构统计，2019年全球MEMS陀螺仪市场规模达到XX亿美元，并预计未来几年将以复合年增长率XX%持续增长。
以下是市场现状的几个主要方面：2.1 市场驱动因素•物联网技术的快速发展推动了MEMS陀螺仪市场的增长。
物联网应用中需要大量的传感器进行数据采集和处理，而MEMS陀螺仪作为一种重要的角速度传感器，被广泛应用于物联网设备中。
•智能手机市场的快速增长也推动了MEMS陀螺仪的需求。
智能手机中的陀螺仪主要用于姿态感知和图像稳定等功能，随着智能手机用户数量的增加，对MEMS陀螺仪的需求也在增加。
•自动驾驶技术的发展对高性能MEMS陀螺仪提出了更高的要求。
自动驾驶车辆需要准确的姿态感知和导航功能，这就需要高性能的MEMS陀螺仪来提供精确的角速度测量。
2.2 市场挑战虽然MEMS陀螺仪市场发展迅速，但仍面临一些挑战：•技术挑战：尽管MEMS陀螺仪在小尺寸、低成本和低功耗等方面具有优势，但仍需要克服一些技术难题，例如陀螺仪的精度和稳定性问题。
陀螺仪行业分析报告
陀螺仪行业分析报告一、行业概述陀螺仪是一种用于测量和维持物体角度、方向和转速的设备。
它是基于角动量守恒原理，通过旋转惯性元件来测量和感知物体的转动。
陀螺仪广泛应用于航空航天、导航、汽车、消费电子等领域。
随着技术的进步和市场需求的增加，陀螺仪行业正在迅速发展，并呈现出巨大的潜力和机遇。
二、市场规模陀螺仪行业在过去几年中取得了迅猛的增长。
根据市场研究机构的数据，2018年全球陀螺仪市场规模达到了120亿美元，并预计到2025年将达到200亿美元。
主要驱动市场增长的因素包括航空航天行业的发展、智能手机、电子游戏设备等消费电子产品的普及，以及汽车行业对陀螺仪的需求增加。
三、市场竞争格局陀螺仪行业存在着激烈的市场竞争。
目前，全球陀螺仪市场主要由美国、日本、中国和欧洲等地的企业主导。
这些企业拥有先进的技术和强大的研发实力，能够不断推出新的产品和解决方案，以满足不同行业的需求。
同时，他们还通过不断提高产品质量和技术创新来保持市场竞争力。
四、技术趋势近年来，陀螺仪行业发展出一些新的技术趋势。
首先是MEMS 陀螺仪的兴起。
微机电系统（MEMS）陀螺仪由于其小巧、低功耗、成本低等优势，已经成为陀螺仪市场的主流产品。
其次是光纤陀螺仪的应用。
光纤陀螺仪由于其精度高、稳定性好等特点，被广泛应用于航空航天和导航系统。
此外，虚拟现实、无人机等新兴行业的发展也为陀螺仪行业带来了新的市场需求。
五、发展机遇与挑战陀螺仪行业面临着一些机遇和挑战。
在机遇方面，随着航空航天行业的发展和消费电子产品的普及，陀螺仪市场的需求将持续增加。
同时，新兴行业的兴起也为陀螺仪行业带来了新的发展机遇。
然而，陀螺仪行业也面临一些挑战。
首先是技术创新的压力。
随着竞争的加剧，企业需要不断推出新的技术和产品来保持市场竞争力。
其次是成本的控制。
陀螺仪是一种高精度的设备，其制造成本较高，需要企业进行有效的成本控制来提高竞争力。
六、发展策略在面对市场竞争和技术变革的挑战时，陀螺仪企业可以采取一些发展策略来保持竞争力。
光纤陀螺仪技术的发展与研究
光纤陀螺仪技术的发展与研究一、引言光纤陀螺仪是一种通过利用光（或电磁波）的干涉效应，测定角速度的高精度陀螺仪，广泛应用于惯性导航、航天、测绘和制导等领域。
随着光纤技术和信息技术的迅猛发展，光纤陀螺仪已经成为高科技领域不可或缺的重要工具之一。
本文将主要探讨光纤陀螺仪技术的发展和研究，通过分类介绍，详细阐述其原理、特点和应用。
二、光纤陀螺仪分类1. 常规光纤陀螺仪常规光纤陀螺仪具有独特的双波长光源、光学路径、检波器和信号处理方法。
其原理基于旋转对光波传播速度产生的不同效应，通过不同的光学干涉方法，最终实现对角速度的精准测量。
常规光纤陀螺仪具有精度高、抗干扰能力强、稳定性好等特点。
广泛应用于惯性导航、飞行器姿态控制、地震测量等领域。
但其灵敏度和稳定性也受到机械和光电元器件的影响，因此需要优化技术和材料、加强可靠性等方面的研究工作。
2. 纤维光栅陀螺仪纤维光栅陀螺仪是利用光纤光栅的干涉效应实现的陀螺仪。
其原理基于声学波的激发和布拉格反射，通过声学-光学相互转换，实现对角速度的高精度测量。
相对于常规光纤陀螺仪，纤维光栅陀螺仪具有灵敏度高、体积小、重量轻、功耗低等优点，可应用于重量限制的场合。
然而其对温度和振动等环境干扰的敏感性也较高，需要进行相应的技术研究和优化。
3. 拉曼光纤陀螺仪拉曼光纤陀螺仪是利用拉曼散射效应实现的陀螺仪。
其原理是通过光场的拉曼反散射，实现光波的频移和相移，从而测量系统的角速度。
相对于常规光纤陀螺仪和纤维光栅陀螺仪，拉曼光纤陀螺仪具有灵敏度高、免受磁场干扰等优点，因此在航天器的导航、高精度地震测量、地下勘探等领域有着广泛的应用。
但其可测量范围较窄，信噪比偏低等问题也需要进一步改进。
三、光纤陀螺仪技术发展光纤陀螺仪技术的发展是基于光纤制造、光学设计、信号处理等多个领域的紧密结合。
近年来，其研究方向主要包括以下三个方面：1. 新型传感器和器件新型光纤传感器和器件的出现，极大地推进了光纤陀螺仪技术的发展。
2024年激光陀螺市场发展现状
2024年激光陀螺市场发展现状激光陀螺是一种受到广泛欢迎的玩具和竞技产品。
它利用激光技术和陀螺原理，能够实现高速旋转并具有稳定性，深受年轻人的喜爱。
本文将介绍激光陀螺市场的发展现状，并分析其未来的发展趋势。
1. 激光陀螺市场概述激光陀螺市场自问世以来一直保持稳定增长，并在近年来得到更加广泛的认可和推广。
其产品种类丰富多样，包括普通激光陀螺、可编程激光陀螺、电子激光陀螺等。
这些产品不仅仅是娱乐玩具，还可以作为竞技和比赛用品。
2. 激光陀螺市场现状分析激光陀螺市场的发展现状可从多个角度进行分析。
2.1 市场规模激光陀螺市场规模逐年扩大。
根据市场调研机构的数据显示，过去几年激光陀螺市场年复合增长率超过20%。
这表明激光陀螺市场具有巨大的潜力。
2.2 市场竞争激光陀螺市场竞争激烈。
目前市场上存在众多激光陀螺品牌，并且市场进入门槛相对较低，容易形成品牌饱和现象。
因此，企业需要从产品质量、技术创新、市场营销等方面寻求差异化竞争。
2.3 消费人群激光陀螺的消费人群主要集中在年轻人和儿童中。
他们对新奇、高科技的产品敏感，并且愿意在娱乐和娱乐竞技方面进行投资。
随着消费者购买能力的提升，激光陀螺市场的发展前景广阔。
3. 激光陀螺市场未来发展趋势激光陀螺市场的未来发展具有以下几个趋势：3.1 技术创新激光陀螺市场将持续进行技术创新。
包括材料创新、结构创新、操控系统创新等方面。
新的技术创新将使产品更加出色，提升用户体验，带动市场需求增长。
3.2 产品多样化未来激光陀螺市场将出现更多功能和款式更多样化的产品。
如智能激光陀螺、VR 互动激光陀螺等。
这些新产品将进一步满足消费者的个性化需求，促进市场发展。
3.3 线上线下融合未来激光陀螺市场将加强线上线下融合发展。
除了传统实体店销售，电商平台将成为激光陀螺销售的重要渠道之一。
线下体验店、线上社交平台等也将成为重要的销售渠道。
结论激光陀螺市场目前呈现出稳定增长趋势，市场规模逐年扩大。
光纤陀螺仪的发展及应用
光纤陀螺仪的发展及应用光纤陀螺仪是一种基于光学原理的精密仪器，用于测量和检测物体的角速度和角位移。
它的工作原理是利用光纤作为传感器，在光的干涉和干扰效应下实现对角速度进行精确测量和计算。
光纤陀螺仪具有高精度、快速响应、长寿命和抗干扰性强等优点，因此在航空航天、导航、地震监测和工业控制等领域得到广泛应用。
光纤陀螺仪的发展经历了几个重要的阶段。
最早的光纤陀螺仪出现在20世纪70年代，它使用了光纤作为传感器，在光的干涉效应下实现对角速度的测量。
然而，当时的光纤陀螺仪体积庞大、价格昂贵、性能不稳定，限制了其在实际应用中的推广和应用。
随着技术的发展，光纤陀螺仪逐渐趋于小型化、高精度化和低功耗化。
在20世纪90年代，研究人员提出了一种新的光纤陀螺仪结构，即光纤环结构。
这种结构有效地实现了对光在光纤中传播时产生的微小光程差的测量，大大提高了陀螺仪的灵敏度和稳定性。
近年来，随着光纤技术的不断进步，光纤陀螺仪实现了更高的分辨率、更低的噪声和更宽的测量范围。
同时，光纤陀螺仪的体积也不断减小，造价也大大降低，使得其在大规模商业化应用中更具有竞争力。
光纤陀螺仪目前在航天航空领域有着广泛的应用。
它可以用于飞行器的导航、姿态控制和稳定系统，实时测量飞行器的角速度和绕各轴旋转角度，从而保证飞行器的安全和稳定。
光纤陀螺仪还可以用于航天器的精确定位和导航，为太空探测任务提供准确的数据支持。
此外，光纤陀螺仪还被广泛应用于民用领域。
例如，光纤陀螺仪可以用于汽车导航系统，提供准确的行驶方向和距离信息；在地震监测中，光纤陀螺仪可以实时监测地壳的变化，预警地震；还可以在工业控制系统中实现精确的角位移测量和控制，提高生产过程的自动化和智能化水平。
总的来说，光纤陀螺仪以其高精度、快速响应和抗干扰性强的特点，成为现代导航和控制系统中不可或缺的重要元件。
随着技术的进一步发展，相信光纤陀螺仪在更多领域的应用前景将更加广阔。
光纤陀螺的发展现状
光纤陀螺的发展现状光纤陀螺，作为一种高精度传感器，广泛应用于导航、惯性导航和航空航天等领域。
其基本原理是利用光纤制成的螺旋结构，通过测量光的相位差来反映陀螺的旋转速度和方向。
光纤陀螺的发展起源于20世纪70年代。
最早的光纤陀螺是由美国贝尔实验室的科学家发明的，其原理基于双光束干涉。
然而，早期的光纤陀螺由于制造成本高昂且体积较大，限制了其在工业领域中的广泛应用。
随着技术的不断进步，光纤陀螺开始向高精度、小型化、低功耗的方向发展。
在光纤传感器和微纳制造技术的推动下，光纤陀螺得到了快速发展。
目前，光纤陀螺已经实现了高精度测量，并且存在多种型号和规格。
一方面，光纤陀螺的体积已经大幅缩小，小型化的光纤陀螺可以轻松嵌入各种设备中，方便使用和安装。
另一方面，光纤陀螺的测量精度不断提高，可以达到角度偏差很小的水平。
目前市场上的主流光纤陀螺产品主要有激光陀螺和光纤环陀螺。
激光陀螺利用激光的干涉测量原理，具有高精度和高稳定性。
而光纤环陀螺则利用光纤在环形结构中传输的特性，具有更高的灵敏度和更低的温度漂移。
除了在导航和航空航天领域的广泛应用，光纤陀螺还在工业自动化、地质勘探和海洋勘测等领域得到了应用。
例如，在油井钻探中，光纤陀螺可以实时测量钻头的方向和旋转速度，提高作业效率和安全性。
未来，光纤陀螺的发展方向主要集中在提高精度、减小体积和降低功耗。
工业界正在不断探索新的材料和制造工艺，以提高光纤陀螺的性能。
同时，随着人工智能和大数据技术的发展，光纤陀螺还有望在智能驾驶、虚拟现实和机器人等领域得到更广泛的应用。
综上所述，光纤陀螺作为一种高精度传感器，在技术的推动下不断发展。
目前，光纤陀螺已经在多个领域得到了广泛应用，并且在未来仍具有很大的发展潜力。
光纤陀螺寻北仪的发展现状
光纤陀螺寻北仪的发展现状1光纤陀螺的研究及应用现状 (1)2 陀螺寻北仪的发展情况 (1)1光纤陀螺的研究及应用现状在惯性导航和惯性制导系统中，陀螺仪是极其重要的敏感元件。
所谓惯性导航，就是通过测量运载体的加速度，经过计算机运算，从而确定出运载体的瞬时速度和瞬时位置。
所谓惯性制导，则是在得到这些参数的基础上，控制运载体的位置以及速度的大小和方向，从而引导运载体飞向预定的目标。
以陀螺仪和加速度计为敏感元件的惯性导航和惯性制导系统，是一种完全自主式的系统。
它不依赖外部任何信息，也不向外发射任何能量，具有隐蔽性、全天候和全球导航能力。
因此，惯性导航成为现代飞机、大型舰只和核潜艇的一种重要导航手段，而惯性制导则成为地地战术导弹、战略导弹、巡航导弹和运载火箭的一种重要制导方法。
此外，惯性导航还可陆军炮兵测位、地面战车导航以及大地测绘等领域。
由此可见，陀螺仪在航空、航天、航海、兵器以致国民经济的某些部门中都有着广泛的应用。
2 陀螺寻北仪的发展情况第一阶段，20世纪50年代在船舶陀螺罗经的基础上，研制出矿用液浮式陀螺罗盘，这是陀螺寻北仪发展的初级阶段。
在这个阶段，德国的克劳斯塔尔矿业学院于1949年研制出液浮式单转子陀螺球，电磁定中心，陀螺电源频率333HZ，电压为100伏三相交流电，陀螺转速19000转/分。
一次观测中误差06''±，定向时间4小时，仪器重量640千克。
其型号为MWI，1955年和1959年相继研制出MW3和MW4a型。
精度进一步提高，定向时间进一步缩短，仪器重量进一步减轻。
第二阶段，从20世纪60年代开始，利用金属悬挂带将陀螺灵敏部陀螺马达转子和陀螺房在空气中通过悬挂柱悬挂起来，悬挂带的另一端与支承外壳相固定并采用三根导流管直接向马达供电。
这样构成了摆式陀螺罗盘。
与第一阶段相比，仪器结构大大简化，全套仪器进一步小型化，重量大大减轻，由于电源频率稳定性大大提高，使陀螺转速稳定，减小了角动量脉动，提高了仪器观测精度。
光纤陀螺资料
美国在光纤陀螺的研究方面一直保持领先地位。目前美国国内已经有 多种型号的光纤陀螺投入使用。以斯坦福大学和麻省理工大学为代表 的科研机构在研究领域中不断取得突破，而几家研制光纤陀螺的大公 司在陀螺研制和产品化方面也做得十分出色。最著名的Litton公司和 Honeywell公司代表了国际上光纤陀螺的最高水平。
(4)生产规模化。成本的降低也是光纤陀螺能够为用户所接受的前提 条件之一。各类元件的生产规模化可以有力地促进生产成本的降 低，对于中低精度的光纤陀螺尤为如此。
谢谢 ！
光纤陀螺仪
光纤陀螺仪的分类
按工作原理：
干涉型光纤陀螺仪(I—FOG)，即第一代光纤陀螺仪，目前 应用最广泛。它采用多匝光纤圈来增强SAGNAC效应，一个 由多匝单模光纤线圈构成的双光束环形干涉仪可提供较高 的精度，也势必会使整体结构更加复杂；
谐振式光纤陀螺仪(R-FOG)，是第二代光纤陀螺仪，采用 环形谐振腔增强SAGNAC效应，利用循环传播提高精度，因 此它可以采用较短光纤。R—FOG需要采用强相干光源来增 强谐振腔的谐振效应，但强相干光源也带来许多寄生效应， 如何消除这些寄生效应是目前的主要技术障碍。；
陀螺仪
3) 低精度陀螺仪 低精度陀螺仪指精度范围超过10-1 º/h的陀螺仪。目前有发展前景的
是微机械陀螺仪。虽然精度低，但低廉的价格使其具有广阔的应用前 景。微机械陀螺仪有望在一些新的领域中得到应用，如车载导航系统、 天文望远镜、工业机器人、计算机鼠标，甚至是玩具上。
光纤陀螺仪
微机械框架式陀螺仪的工作原理
随着光电技术、微米／纳米技术的发展，新型陀螺仪如激光陀螺、光 纤陀螺和微机械陀螺应运而生。它们都是广义上的陀螺仪，是根据近 代物理学原理制成的具有陀螺效应的传感器。因其无活动部件—高速 转子，称为固态陀螺仪。这种新型全固态的陀螺仪将成为未来的主导 产品，具有广泛的发展前途和应用前景。
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2005年第24卷第6期 传感器技术(Journa l o f T ransducer T echno logy)综述与评论光纤陀螺仪的发展现状周海波,刘建业,赖际舟,李荣冰(南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016)摘 要:根据光纤陀螺仪的工作原理和特点,光纤陀螺仪具有不同的分类。
介绍了国外光纤陀螺仪的现状,预测了近期和长远的发展趋势,旨在对我国的光纤陀螺技术的发展能有所帮助。
关键词:光纤陀螺仪;萨格纳效应;干涉型;谐振式;布里渊式中图分类号:TN2,T P2 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2005)06-0001-03Devel op m ent status of fiber optic gyroscopesZ HOU H a i bo,LI U Jian ye,LA I Ji zhou,LI Rong b i n g(Navi gati on Res Cen ter,Nan jing Un iversity of Aeronau tics and A stronau tics,N an ji ng210016,China)Abstract:The fi ber opti c gyroscope(FOG)is c lassified i nto different types acco rd i ng t o its pr i nc i ple and character i sti c.The i n ternati onal status of FOG is i ntroduced and the short ter m and l ong ter m trend o f FOG i s forecast.It w ill be bene fit to t he course o f our FOG.K ey word s:FOG(fi ber optic gyro scope);Sagnac e ffect;i nterfero m e tric;resonan t;B rillou i n0 引 言光纤陀螺仪属于第四代陀螺仪 光学陀螺仪的一种,其基本工作原理基于萨格纳效应,即在同一闭合光路中从同一光源发出两束特征相同的光,沿相反的方向进行传播,汇合到同一探测点,产生干涉。
若存在绕垂直于闭合光路所在平面的轴线相对惯性空间转动的角速度,则沿正、反方向传播的光束产生光程差,该差值与角速度成正比。
通过光程差与相应的相位差的关系,可通过检测相位差,计算角速度。
它一般由光纤传感线圈、集成光学芯片、宽带光源和光电探测器组成。
与传统的机械陀螺仪相比,具有无运动部件、耐冲击、结构简单、启动时间短、灵敏度高、动态范围宽、寿命长等优点。
与另一种光学陀螺仪 环形激光陀螺仪相比,光纤陀螺仪不需要光学镜的高精度加工、光腔的严格密封和机械偏置技术,能够有效地克服了激光陀螺的闭锁现象,易于制造。
本文从光纤陀螺仪的原理和优点出发,着重对光纤陀螺仪的分类、国外研究现状及其发展趋势做了详细的介绍,希望对我国的光纤陀螺的研制和发展有所裨益。
1 光纤陀螺仪的分类光纤陀螺仪按照不同的分类标准,有不同的分类结果。
按结构可分为单轴和多轴光纤陀螺,光纤陀螺的多轴化正是其发展方向之一。
按其回路类型可分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两类,开环光纤陀螺不带反馈,直接检测光输出,省去许多复杂的光学和电路结构,具有结构简单、价格收稿日期:2004-11-20便宜、可靠性高、消耗功率低等优点,缺点是靠增加单模光纤的长度来提高陀螺的灵敏度,输入-输出线性度差、动态范围小,主要用作角度传感器[1]。
闭环光纤陀螺包含闭环环节,大大降低光源漂移的影响,扩大了光纤陀螺的动态范围,对光源强度变化和元件增益变化不敏感,陀螺漂移非常小,输出线性度和稳定性只与相位变换器有关[2],主要应用于中等精度的惯导系统,对光纤陀螺的小型化和稳定性有重要作用,是高精度光纤陀螺研究的主要趋势。
按照光学系统的构成可分为全光纤型和集成光学器件型。
全光纤陀螺成本较低,但实现高精度的技术难度较大,大多用于精度要求不高和低成本的场合。
集成光学器件光纤陀螺在信号处理中可以采用数字闭环技术,易于实现高精度和高稳定性,是目前最常用的光纤陀螺构成模式。
按照性能和应用的角度可分为速率级、战术级和惯性级等3个级别[3]。
速率级光纤陀螺已经产业化,主要应用于机器人、地下建造隧道、管道路径勘测装置和汽车导航等对精度要求不高的场合。
日本、法国等国家研制、生产的这种精度的陀螺仪,已大批量应用到民用领域。
战术级光纤陀螺具有寿命长、可靠性高和成本低等优点,主要用于战术导弹、近程/中程导弹和商用飞机的姿态对准参考系统中。
惯性级光纤陀螺主要是用于空间定位和潜艇导航,其开发和研制正逐步走向成熟,美国有关公司和研究机构是研制、生产该级别光纤陀螺的佼佼者,如H oneyw el,l N orthrop等公司。
1传 感 器 技 术 第24卷按工作原理可分为干涉式光纤陀螺、谐振式光纤陀螺和布里渊式光纤陀螺。
其中,干涉型光纤陀螺是这3种陀螺中发展最早、最为成熟、应用最广泛的,其惯性级产品的研制与开发也正日趋成熟。
但是,由于一些随机性、非互易性因素的影响,大大限制了其性能的提高[4]。
谐振式光纤陀螺与环形激光陀螺仪相似,利用循环的环形谐振腔来增强旋转引起的Sagnac效应。
与干涉型光纤陀螺相比,可靠性高、结构简化、温度分布漂移小、动态范围大。
但是,对光源要求比较苛刻,这一点影响到它的发展。
布里渊式光纤陀螺是利用布里渊光纤环形激光器的频率变化原理构成测量装置,具有结构简单、成本低、光器件少、线性度好、动态范围大,适于高精度检测,缺点是存在锁定现象。
2 国外研究状况从1976年美国U tah大学的V ali和Sho rt h ill首次提出了光纤陀螺的概念至今,光纤陀螺以其显著的优点、灵活的结构和诱人的前景,受到世界许多国家的大学和科研机构的重视,取得很大的进展。
但是,光纤陀螺在各国的发展状况、研究情况不尽相同,具有各自的特点。
国外光纤陀螺的研制主要集中在美国、日本、法国、德国和英国,美国、欧洲在中高精度光纤陀螺的研发上占有明显优势,日本则更注重于低精度光纤陀螺的商业应用。
2.1 美国的研究状况美国是最早研制与应用光纤陀螺的国家。
早在20世纪80年代,美国就开始对光纤陀螺仪进行全面的研究。
N o rt hrop,H oneywe ll等公司和斯坦福大学等都是赫赫有名的研究机构。
它们研究的光纤陀螺受到国家和基金支持,主要应用在军事上。
其中,比较具有代表性的是N orthrop 公司 从事光纤陀螺研究的公司,2001年8月,由L itton 集成系统、L itton意大利、L itt on加拿大等七家L itton公司合并而成。
其光纤陀螺技术在低中精度应用领域已经成熟,并已经产品化,主要客户是美国陆军、空军、海军和波音、空客等主要的航空公司。
1988年,该公司研制出实验惯性装置,所用到的惯件器件是光纤陀螺和硅加速度计。
1989年,研制并论证了系统飞行试验装置。
1991年、1992年,研制出用于导弹和姿态与航向参考系统的惯性测量系统。
1992年,研制出全球定位系统与惯导系统组合的导航系统。
如今,其生产的光纤陀螺产品有FOG200,600,1000,2500等系列,分为导航类、战术类、民用航空类和太空类,应用在陆地、海洋、太空等领域,精度为1 /h~0.001 /h,既有单轴结构,也有双轴、三轴结构。
该公司生产用于太空用途的光纤陀螺抵抗辐射能力强,达到使用15年可靠性超过99.6%的优异性能。
美国H oneyw ell公司一直致力于发展用于空间定位和潜艇导航应用的精确级光纤陀螺。
其研制的第一代高性能的干涉型光纤陀螺采用的是T i内扩散集成光学相位调制器、0.83 m宽带光源、光电探测器/前置放大器模块、保偏光纤偏振器等。
第二代高性能干涉型光纤陀螺采用了集成光学多功能芯片技术以及全数字闭环电路。
几年前, H oneyw e ll公司使用4000m光纤,5.5i n(l i n=25.4mm)保偏光纤环和掺铒光纤光源,进行了稳定温度条件下的闭环漂移测试,角度随机游走(ARW)精度为0.00019 /h,偏置稳定性优于0.0003 /h[5],相当于漂移率为一个半世纪旋转一周。
现已应用在高性能惯性参考系统中,能够改变光纤线圈大小和光纤的长度,以满足具体任务的要求。
2.2 日本研究状况日本是紧随美国开展光纤陀螺研究和应用的国家,其主要的研究机构有东京大学尖端技术室和日立、住友电工、三菱、日本航空电子工业(J A E)等公司。
日立公司主要研制速率级光纤陀螺,其最重要的贡献在于简化了干涉型光纤陀螺的系统配置,大大地降低了系统成本,使光纤陀螺的民用范围得到很大的扩展,例如:用于汽车导航系统、清洁机器人、光罗盘、农用直升机姿态控制系统等。
到1996年,已经具备每月生产5000只光纤陀螺的能力[6],在光纤陀螺的商业领域占据一定的市场份额。
另外,该公司在一些高级凌志轿车上安装了基于光纤陀螺的导航系统。
日本航空电子工业公司研制的开环干涉型光纤陀螺,其主要技术是使用0.83 m弱相关光源、单根消偏1.3 m 光纤(电信用光纤),以达到低成本,主要应用于商业领域。
其研制的闭环干涉型光纤陀螺采用双消偏结构,以获得战术级精度和更宽的动态范围,主要应用于航天领域,如,火箭的姿态控制系统。
目前,其生产的干涉型光纤陀螺在商业领域已经得到较为广泛的应用,例如:应用于遥控直升机、足球场割草机、火车定位检测系统和超市清洁机器人。
2.3 欧洲研究状况法国Ixsea SAS公司的前身是Photonetics公司的导航分部,从事光纤陀螺的研发有16年,拥有多项关键专利,应用领域涉及海上、水下应用和太空等。
从20世纪90年代开始,在法国、欧洲航天局的支持下,开发控制卫星姿态用光纤陀螺。
这类的光纤陀螺曾应用在巴西M icro卫星(FB M)上[7]。
2001年,发布了当今最小的、基于光纤陀螺的惯导系统,该系统为全球定位系统、多普勒测速器、声纳定位系统预留接口。
它生产的I M U120使用的光纤陀螺偏置稳定性达到0.003 /h,精度最高的光纤陀螺随机游走精度达到0.00015 /h,是O ctans(1998年开发的能够敏感运动的寻北仪)精度的200倍[7]。
德国L I TEF公司成立于1961年,从2001年开始,隶属于美国N orthrop公司电子系统分部,研制的方向集中在惯性传感器、惯性参照和导航系统,75%的飞行导航、陆地、海中导航产品用于出口,已有超过20000只光纤陀螺在当今世界使用,产品应用领域涵盖太空、空中、陆地和水中和2第6期 周海波等:光纤陀螺仪的发展现状军用、民用范围。