光纤陀螺的应用及其发展前景2014
浅谈光纤陀螺技术及其工程应用
"
"#!
光纤陀螺的分类和性能参数
分类 （! ） 按光路工作方式分， 光纤陀螺可分为干涉
型光纤陀螺 （2345 ） 、 谐振型光纤陀螺 （6345） 和布 里渊型光纤陀螺 （7345 ） 。 2345 是第一代光纤陀螺， 技术上已经成熟， 正在实用化； 6345 是第二代光纤
收稿日期： ’""%+"’+’,
’" 世纪 ," 年代，光纤传感技术伴随着光纤通
信技术的发展而迅速发展起来。该技术是以光波为 载体， 光纤为媒质， 感知和传输外界被测量信号的 新型传感技术，以独特的优良性能赢得极大的重 视， 并在各个领域中得到研究和应用。光纤陀螺技 术是光纤传感技术的一个特例， 是利用光学传输特 性而非转动部件来敏感角速率和角偏差的惯性传 感技术。
!"!
性能参数
#"!
民用技术现状 作为角速率传感器的光纤陀螺，用做定位、 导
!标 度 因 数 是 指 光 纤 陀 螺 的 输 出 与 输 入 速 率
的比值， 提供测量数值依据。标度因数的稳定性反 映该依据的可靠度。标度因数稳定性综合反映 "#$ 是衡量 "#$ 精度的 1 光纤陀螺 2 的测试和拟合精度， 重要指标。其影响因素有温度、 激励信号的稳定性 等。
假设光 纤 陀 螺 从 上 往 下 走 ， 到 达 ! 点 为 "# 时 刻， 到达 # 点为 "#%!" 时刻， 由于从 ! 到 # 是曲线， 光纤陀螺由 ! 向 # 运动中在 !" 时间内有一微小转 动角 !"!#， （"#） ##&#! %!"!#，!"!#&$!# ’!" 式中， （ ） 为 在 点的转动角速度。 $!# "# ()* !
光纤陀螺
EuroFOG(法国)
10゜/h到0.01 ゜/h系列化 0.05゜/h 10゜/h
Fizoptika(俄罗斯) 日立（日本）
3. 与其他陀螺的比较：
光纤陀螺是一种全固态的光学陀螺仪，它的主要优点在于；①无 运动部件，仪器牢固稳定，耐冲击且对加速度不敏感；②结构简单， 零部件少，价格低廉；③启动时间短(原理上可瞬间启动)；④检测灵 敏度和分辨率极高(可达 10rad/s)；⑤可直接用数字输出并与计算机 接口联网；⑥动态范围极宽(约为 2000°/s)；⑦寿命长，信号稳定 可靠；⑧易于采用集成光路技术；⑨克服了因激光陀螺闭锁现象带来 的负效应；⑩可与环形激光陀螺一起集成捷联式惯性系统传感器。
屏幕
分光镜 光源
反射镜 1
反射镜 2
反射镜 3
萨格纳克效应已经得到广泛的应用， 由萨格纳克效应研制出的光 纤陀螺已成功地用于航空、航天等领域，是近 20 年发展较快的一种 陀螺仪。 根据sagnac效应 ，当一环形光路在惯性空间绕垂直于光路平面 的轴转动时，光路内相向传播的两列光波之间，将因光波的惯性运动 而产生光程差，从而导致两束相干光波的干涉。该光程差对应的位相 差与旋转角速率之间有一定的内在联系， 通过对干涉光强信号的检测 和解调，即可确定旋转角速率。 以干涉式光纤陀螺为例，如图1所示，光源(SLD)发出的光经分束器 (coupler)分为两束后，进入一半径为R的单模光纤环(fiber coil) 中，分别沿顺时针方向(CW)及逆时针方向(CCW)反向传输，最后同向 回到分束器形成干涉。显然，当环形光路相对于惯性参照系静止时， 经顺、逆时针方向传播的光波回到分束器时有相同的光程，即两束光 波的光程差等于0；当环行光路绕垂直于所在平面并通过环心的轴以 角速度Ω 旋转时，则沿顺、逆时针方向传播的两波列光波在环路中传 播一周产生的光程差为：
光纤陀螺原理
光纤陀螺原理光纤陀螺是一种利用光的干涉效应来测量角速度的仪器，它利用了光的特性和旋转的惯性原理，是一种非常精密的测量装置。
光纤陀螺在惯性导航、航天器姿态控制、地震监测等领域有着广泛的应用。
在本文中，我们将深入探讨光纤陀螺的原理和工作机制。
光纤陀螺的原理基于Sagnac效应，这是一种基于相对论的效应，它是由法国物理学家Sagnac在1913年首次观察到的。
当光沿着一个闭合的路径传播时，如果这个路径发生了旋转，那么光的传播速度就会受到影响，从而产生了光程差。
利用这个原理，光纤陀螺就可以通过测量光程差来确定旋转角速度。
光纤陀螺的基本结构包括光源、分束器、光纤环、合束器和探测器。
光源发出的光经过分束器分成两束，一束沿顺时针方向，另一束沿逆时针方向通过光纤环，然后再经过合束器汇聚到探测器上。
当光纤环发生旋转时，两束光的光程差就会发生变化，这种光程差的变化就可以被探测器测量出来，从而得到旋转角速度的信息。
光纤陀螺相比于传统的机械陀螺有着许多优势，首先是精度高。
由于光的波长非常短，因此可以实现非常高的分辨率，从而可以测量非常微小的角速度变化。
其次是灵敏度高。
光纤陀螺可以测量非常小的角速度，因此在一些需要高精度测量的领域有着得天独厚的优势。
此外，光纤陀螺还具有体积小、重量轻、抗干扰能力强等优点，使其在航天、航空等领域得到广泛应用。
然而，光纤陀螺也存在一些局限性，比如温度漂移、光纤损耗、非线性效应等问题，这些都需要在实际应用中加以解决。
此外，光纤陀螺的制造成本较高，也限制了其在一些领域的推广应用。
总的来说，光纤陀螺作为一种高精度、高灵敏度的角速度测量装置，在航天、导航、地震监测等领域有着广泛的应用前景。
随着光纤技术的不断发展和完善，相信光纤陀螺将会在更多的领域发挥重要作用，为人类的科学研究和生产生活带来更多的便利和进步。
光纤陀螺调研报告
光纤陀螺仪调研报告1、 光纤传感器原理及优点光纤传感器是本世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器。
它是光纤和光通信技术迅速发展的产物；它与以电为基础的传感器相比有本质的区别。
光纤传感器用光而不用电来作为敏感信息的载体；用光纤而不用导线来作为传递敏感信息的媒质。
因此，它同时具有光纤及光学测量的—些极其宝贵的特点。
光纤传感器有很多优点，主要是电绝缘、抗电磁干扰、非侵入性、高灵敏度和容易实现对被测信号的远距离监控。
其中利用光作为信息载体的光纤传感器的灵敏度很高，是某些精密测量与控制的必不可少的工具。
这里的光纤陀螺仪就是应用光的灵敏度高和非入侵性，在高速旋转的弹体上还可以很精确的测出变化的特点。
光纤传感器由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成。
由光发送器发出的光源经光纤引导至敏感元件。
在这里，光的某一性质受到被测量的调制，已调制光经接收光纤耦合到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理系统处理得到我们所期待的被测量。
(如下图所示)2、 光纤陀螺仪的原理光纤陀螺是一种用来敏感相对于惯性空间角运动的装置。
它作为一种重要的惯性敏感器件，用于测量运载体的姿态角和角速度，是构成寻北仪系统的基础核心器件。
光纤陀螺仪原理是基于萨格奈克(SagnaC)效应。
Sagnac 效应指； 当由一个光源发出的两束光在一个闭合的任意形状光路中沿相反方向传播时， 在环路沿其等效面矢量轴有一个转动时， 这两束光将产生一个正比于转速的位相差， 即Sagnac 相移， 可表示为；24R V A c ωΦ=Ω (1)式中； "R Φ 为Sagnac 相移；ω为光的频率； c 为真空中的光速；A 为面积矢量；Ω为速度矢量。
当用一个光纤环(如图1)来实现这个闭合光路时，上式可改写为；R 4cLDπλΦ=Ω(2)式中； L 为所用光纤的长度； D 为光纤环的直径；λ为所用光源的平均光波长。
这个位相差的变化可通过光的干涉转化为输出光信号的强度变化， 经光电转换便成为可测量的电信号；()1cos R I K =+∆Φ⎡⎤⎣⎦(3)式中； K 为与光源光强有关的系数。
光纤陀螺仪原理及其工程应用
仍有较大差距。光纤陀螺技术将成为 21世纪惯性技术重点发展方向 , 必将在我国获得更大发展 ,在军民两用领域得到更广泛应用。
光纤陀螺仪的工程应用
战术导弹制导 航天器姿态调整 卫星定位 精密航天器应用
1.战略导弹系统和潜艇导航应用；2.卫星定向和跟踪；3.战术武器制导与控制系统；4.各种运载火箭应用；5.姿态／航向基 准系统； 6.舰船、导弹和军民用飞机的惯性导航；7.陆地导航系统(+GPS)；8.天体观测望远镜的稳定和调向；9.汽车导航仪 、天线／摄像机的稳定、石油钻井定向、机器人控制、各种极限作业的控制置等工业和民用领域。
光纤陀螺仪具有的优点
仪器牢固稳定，耐冲击 结构简单，价格低廉 检测灵敏度和分辨率高 动态范围极宽 寿命长，信号稳定可靠 瞬时启动
光纤陀螺仪的工作原理
Sagnac效应
光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应。萨纳克效 应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应， 即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的 方向进行传播，最后汇合到同一探测点。
效应。再通过角速度的时间积分即可确定旋转体的角位置或方位角。
光纤陀螺仪的分类
01 干涉型光纤陀螺仪(I—FOG) 02 谐振式光纤陀螺仪(R-FOG) 03 受激布里渊散射光纤陀螺仪(B-FOG)
光纤陀螺仪的分类
• 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，
01 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。 按照检测相位的方法可分为 开环型（左图）和闭环型（右图）
陀螺仪技术进展及其在导航和航空领域中的应用
陀螺仪技术进展及其在导航和航空领域中的应用引言：导航和航空领域中，陀螺仪技术扮演着重要角色。
陀螺仪以其高精度和高鲁棒性，成为现代航空器和导航系统中不可或缺的组成部分。
随着技术的进步，陀螺仪技术不断发展，其应用领域也在不断扩大。
本文将探讨陀螺仪技术的进展，并详细介绍它在导航和航空领域中的应用。
一、陀螺仪技术的进展陀螺仪技术是基于陀螺效应的原理而实现的一种测量仪器。
它可以检测和测量物体的旋转和角度变化，并将这些信息转化为电信号输出。
随着科技的不断进步，陀螺仪技术也在不断发展。
1. 光纤陀螺仪光纤陀螺仪是一种基于光纤干涉原理的陀螺仪。
它通过测量光束在光纤中传输时的干涉效应，来确定物体的旋转角度。
光纤陀螺仪具有高精度、快速响应和较长寿命等优势，被广泛应用于航空、导航以及地震监测等领域。
2. MEMS陀螺仪MEMS陀螺仪是一种微型化的陀螺仪，采用微电子机械系统（MEMS）技术制造。
它具有体积小、重量轻、功耗低的特点，适用于嵌入式设备和消费电子产品。
然而，由于其精度相对较低，主要用于一些对精度要求不高的应用场景。
3. 激光陀螺仪激光陀螺仪利用激光和干涉原理，测量物体旋转产生的角位移。
相比于传统的机械陀螺仪，激光陀螺仪具有更高的精度和更长的工作寿命。
它被广泛应用于航空导航、船舶定位和无人车辆等领域。
二、陀螺仪在导航中的应用导航系统中的陀螺仪主要用于测量车辆、船舶、飞机等运动物体的姿态和方位。
通过与其他传感器（如加速度计）组合使用，陀螺仪可以提供更准确的导航信息。
1. 惯导系统惯性导航系统是一种不依赖外部参考物的导航系统。
它通过陀螺仪和加速度计等传感器，测量和计算物体的位置、速度和姿态。
惯导系统广泛应用于航空、航海和导弹等领域，能够在无法接收卫星信号的环境下提供可靠的导航解决方案。
2. 电子稳定平台电子稳定平台是一种利用陀螺仪技术来稳定摄像机或传感器的装置。
它可以通过实时测量物体的角度变化，并根据这些数据来控制摄像机或传感器的姿态，使其始终保持水平或指定的角度。
光纤陀螺技术及应用分析
・
１ ・ ０
・论 文与报 告・
航 空兵器
２０ ０２年第 ４期
光 纤 陀 螺技 术 及 应 用 分析
傅元良 莫 波
（ 北京理工 大学机 电工程 学院 北 京，１０８ ） ００ １
摘
要 ： 述 了光 纤 陀螺的 工作 原 理 和 发展 历 史 、 状 及趋 势 ，介 绍 了一 种新 型 的 叙 现
式 中 ，￡ Ｒ、 、 分 别 表 示光纤 圈长度 、 纤 圈半径 、 、 ｃ 光 光速 、 光波 长 。这样 便 可通 过检 测相位 差 △ 来 获 得
现 ， 学 陀 螺 在 陀 螺技 术 史 上 揭 开 了崭 新 一 页 。激 光
光 陀螺作 为 第一代 的光学 陀螺 ， 中 、 精 度应 用 中 在 低 已进 入实 用 化 。１７ ９６年 ， 国 Ｕａ 学 的 Ｖ．ａ 和 美 ｔ ｈ大 Ｖｌ ｉ Ｒ． ．ｈｒ ｉ 首 次 提 出 了 光 纤 陀 螺 （Ｏ 的概 念 。 Ｗ Ｓｏｔｌ ｈｌ Ｆ Ｇ） 它标 志 着 第 二 代 的光 学 陀 螺—— 光 纤 陀 螺 的诞 生 。 至今 ， 光纤 陀 螺 的精 度 与 最初 相 比提 高 了整 整 ６个
起 ，只是 Ｂ Ｏ Ｆ Ｇ尚处 于原理 性研 究 阶段 。
具 体方 案 有差 动频 率 传播 法 和 锯 齿 波 相位 调 制 反馈
法 。由于 模拟 电路 温 漂严重 ， 量范 围不 宽 ， 便于 测 不
集 成 、 差 补偿 和系 统应 用 ，因此 随着 超大 规模 数 字 误 集 成 电子技 术 的发 展 ，新 的高 性 能 光纤 陀螺 普 遍倾 向于采 用数 字 闭 环检 测 系统 ，其 代 表技 术 就 是 数字 线 性 调频技 术 （ ｉｔ ｅ ｏｙｅ ｅｈｉ ｅ ， 称 为数 ＤｇａＳｒ ｄｎ ｃｎｑ ） 也 ｉｌ ｒ Ｔ ｕ
光纤陀螺研究报告
光纤陀螺研究报告1. 引言光纤陀螺是一种利用光信号传播特性测量旋转的仪器。
它通过利用光纤的特性，实现了高精度的旋转测量。
在航空航天、地质勘探、导航等领域中有着广泛的应用。
本报告将对光纤陀螺的原理、结构、工作原理以及应用进行详细介绍，并探讨其发展趋势。
2. 光纤陀螺的原理光纤陀螺的原理基于光纤中光信号的传播特性。
当光信号通过光纤传播时，光纤会因为光信号传播的路径被旋转而发生相位差。
通过测量这个相位差的变化，可以推算出光纤陀螺所受的旋转角速度。
3. 光纤陀螺的结构光纤陀螺的主要结构包括光纤环、激光器、光探测器、信号处理部分等。
光纤环通常采用螺旋形结构，以增加旋转角度的敏感度。
激光器负责产生光信号，光探测器则用于测量光信号的相位差变化。
信号处理部分主要用于计算旋转角速度并输出测量结果。
4. 光纤陀螺的工作原理光纤陀螺的工作原理可以分为两个步骤：光信号传播和相位测量。
在光信号传播过程中，激光器产生的光信号通过光纤环传播，光信号的路径会因为光纤环的旋转而发生相位差。
在光探测器接收到光信号后，通过相位测量技术测量光信号的相位差变化。
利用旋转角速度和路径长度可以计算出旋转角速度。
5. 光纤陀螺的应用光纤陀螺在航空航天、地质勘探、导航等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，光纤陀螺可以用于飞行器姿态测量、导航系统等。
地质勘探中，光纤陀螺可以用于地下测量、地震监测等。
在导航领域，光纤陀螺可以用于惯性导航系统，提高导航精度。
6. 光纤陀螺的发展趋势随着科技的发展，光纤陀螺也在不断进步和发展。
未来的光纤陀螺有望实现更高的精度和更小的体积。
同时，新材料的应用和制造工艺的改进也将进一步提升光纤陀螺的性能和可靠性。
此外，光纤陀螺的集成化和微纳化也是发展的趋势，有望将其应用于更多领域。
7. 结论光纤陀螺是一种利用光信号传播特性测量旋转的仪器，在航空航天、地质勘探、导航等领域有着广泛的应用。
光纤陀螺的原理和工作原理都基于光信号的传播和相位差的测量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、光纤陀螺的简介
光纤陀螺是一种用于惯性导航的光 纤传感器。 陀螺仪(gyroscope)意即“旋转指 示器”，是指敏感角速率和角偏差的 一种传感器。 光纤陀螺仪是广义上的陀螺仪，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。
光纤陀螺(FOG): 更好地适应 SINS 的需求 原理和特点: Sagnac 效应, 外部激光源, 介质为光纤. 优点: 成本低、体积小、重量轻 发展： 1967 --- 由 Pircher 和 Hepner 首次提出 1970s -- 光纤技术的发展 1976 --- Utah 大学的 Vali 教授第一次演示. 1978 --- McDonnell Douglas 制造出首批产品 自 1980s 后, 美国的 Litton, Honeywell, Draper 和英国, 法国, 德 国, 日本和前苏联也迅速跟进.
1.干涉型光纤陀螺(IFOG)
• 干涉型光纤陀螺是研究开发最 早、技术最为成熟的光纤陀螺， 属第一代光纤陀螺，它是利用 干涉测量技术把相位调制光转 变为振幅调制光，把光相位的 直接测量转化成光强度测量， 这样就能比较简单地测出萨格 纳克相位变化。干涉型光纤陀 螺的光纤元器件一般都用单模 光纤或保偏光纤制作。 • 目前，低、中性能的干涉型光 纤陀螺已经实用化，而高性能 干涉型光纤陀螺正处于研制之 中。
•光纤陀螺应用领域
l l l l l l l l l l
战略导弹系统和潜艇导航应用；
卫星定向和跟踪；
天体观测望远镜的稳定和调向； 各种运载火箭应用；
舰船、巡航导弹和军、民用飞机的惯性导航；
光学罗盘及高精度寻北系统； 战术武器制导与控制系统；
陆地导航系统(+GPS)；
姿态／航向基准系统；
汽车导航仪、天线／摄像机的稳定、石油钻井定向、机器 人控制、各种极限作业的控制装置等工业和民用领域。
路的旋转速率成比例。
图1:Sagnac 效应原理图
3、光纤陀螺的分类
• 干涉型光纤陀螺仪(I—FOG)，目前应用最广泛； • 谐振式光纤陀螺仪(R-FOG)；
• 受激布里渊散射光纤陀螺仪(B-FOG)
光学系统的构成 ：集成光学型和全光纤型光纤陀螺
结构：单轴和多轴光纤陀螺
回路类型：开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺
陀螺的种类
液浮陀螺仪 气浮陀螺仪 机械式陀螺 磁悬浮陀螺仪 静电陀螺仪 动力调谐陀螺仪 微机械陀螺
光学陀螺 激光陀螺仪 光纤陀螺仪
三、光纤陀螺罗经
60年代后，陀螺仪的发展 趋势呈现出两种分支： 追求更高的精度
低成本小型化 (for SINS)
对更高精度的追求 框架支撑系统的改进 – 液浮, 气浮, 磁悬浮 精度优于 10 e-7 deg/h
光纤罗经的特征
无转动部件，采用固态技术，很少维修 利用操作单元菜单操作 精度高，启动时间短 符合IMO要求有转向速率输出 结构紧凑，重量轻，耗能小 可自校基线误差，用串口输出数据 提供航向、纵摇、横摇信息
光纤陀螺采用的是光纤环，具有普通的机械陀螺所不具 有的独特优点：结构简单、耐振动、工作寿命长、响应速度 快、精度高、动态范围大、抗电磁干扰、无加速度引 起的 漂移且重量轻、成本低、可靠性优于机械陀螺等，因光纤陀 螺具有更多的优势。图为各种类型的光纤陀螺。
国内情况 1980s 早期, 原理性研究 (大学中) 1980s 后期, 产品研制 2000s, 行业应用
Precision: 国外: 0.001 0/h 国内: 0.01 0/h
2、光纤陀螺的工作原理
光纤陀螺的基本原理是基于 Sagnac 效应, 如图1所示,在同 一光学回路中, 沿顺时针方向( CW) 逆时针方向( CCW) 传播的 两束光, 当回路绕垂直于自身 的轴转动时将使两束光产生相 位差, 该相位差的大小与光回
2、斯伯利型陀螺罗经及主要特点
（1）早期的斯伯利型陀螺罗经均为水银器单转子摆式罗经 （2）近期的斯伯利系列罗经多属液体连接器单转子摆式罗经
• 结构特点：
• 1、灵敏部分为单转子陀螺球，采用 液浮和轴承辅助支撑。 • 2、利用液体连通器产生水平控制力 矩；陀螺房西侧阻尼重物产生垂直 轴阻尼力矩。 • 3、采用静止逆变器提供陀螺三相电， 内补尝法消除速、纬误差。 • 4、罗经小型化，可实现快速转动
组员 ： 王湛 杨军 郑浩 潘明明 黄宇航
教学目的
一、了解陀螺罗经发明的重要意义； 二、了解陀螺的起源、发展、种类； 三、了解传统机械陀螺罗经的不足； 四、了解和掌握光纤陀螺工作原理及优缺点； 五、了解光纤陀螺在实际中的应用； 六、了解光纤陀螺罗经在现代高科技领域中的重要意义；
重点：
一、安许茨型陀螺罗经、斯伯利型陀螺罗经、 阿玛一勃朗陀螺罗经及光纤陀螺罗经四种不同陀 螺罗经的发展及应用的介绍， 二、三种传统陀螺罗经的优缺点进行比较及对 光纤陀螺罗经的发展趋势， 三、讨论光纤陀螺罗经的应用及其不足。
3. 布里渊型光纤陀螺(BFOG)
• 布里渊型光纤陀螺是第三代 光纤陀螺，又称光纤环形激光陀 螺，或受激布里渊散射光纤环形 激光陀螺。 • 采用有源谐振腔的布里渊光 纤陀螺是利用高功率光在光纤中 激发布里渊散射光的光纤陀螺仪。 当光纤环中传输的光强达到一定 程度时就会产生布里渊散射，散 射光的频率由于受萨格奈克效应 的影响，顺、逆时针的两束布里 渊散射光的频差与旋转角速度成 正比。检测顺逆时针方向光波产 生的散射光的频率，并进行拍频 处理，就可以得到光纤环的旋转 角速度。
1、安许茨型陀螺罗经及主要特点
（1） 灵敏部分为双转子陀螺球，动量矩指北； （2） 陀螺球由支承液体支承，电磁上托线圈定位； （3） 陀螺球重心下移产生重力控制力矩； （4） 液体阻尼器在陀螺球水平轴产生 阻尼力矩，属于水平轴阻尼方式， 不产生纬度误差； （5） 主要误差为速度误差，采用查表计算法消除； （6） 不能进行快速启动，启动时，稳定指北的时间约为4h。
光纤陀螺应用级别划分
级别 速率级 战术级 惯性级
零偏稳定性(度/小时) 10~1000 0.1~10 0.01
标度因数稳定性 0.1~1% 10~1000 ppm <5 ppm
战略级
0.001
<1 ppm
光纤陀螺应用级别划分 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、战略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 Honeywell、Northrop等公司。
5、影响光纤陀螺误差的因素
(1)温度瞬态的影响。
(2)振动的影响。 (3)偏振的影响。
6、光纤陀螺的发展
(1)高精度。 (2)高稳定性和抗干扰性。 (3)产品多元化。
(4)生产规模化。
五、结论
通过对这三种传统陀螺罗经及光纤罗经比较和研 究，可以得出以下结论： 传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械 式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精 度受到了很多方面的制约。 光纤陀螺仪是新一代惯性陀螺仪,它可以保障未来现 代技术的发展和国防以及民用领域采用新的技术措施。 它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一 种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和 其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。
一、陀螺罗经与磁罗经优缺点的比较 指向精度高; 多个复示器; 有利于船舶自动化 ; 不受磁干扰影响，指向误差小; 安装位置不受限制等。 必须有电源才能工作（可靠性较差）; • 主要缺点： 工作原理、结构复杂。
• 主要优点
二、传统陀螺罗经的分类 1、安许茨型陀螺罗经 2、斯伯利型陀螺罗经 3、阿玛一勃朗陀螺罗经
机械陀螺罗经的特点
• 1、均需要液体或轴承进行支撑 • 2、均需要控制力矩，阻尼重物等，保持指北稳定， 结构较为笨重。 • 3、安许茨型主要误差为速度误差，采用查表计算法消除。
• 斯伯利型采用静止逆变器提供陀螺三相电内补偿法消除速、 纬误差。 • 阿玛一勃朗型外补偿法、内补偿法、查表计算法消除纬度 误差，速度误差。 • 4、正常启动仪器会花费很长时间。
4、光纤陀螺的应用
光纤陀螺的应用领域在立足陆用的同时, 向航空、航海和航天 领域发展, 如布撒器、制导导弹、舰载火炮以及潜艇、卫星等。将 来光纤陀螺必将在更为广泛的领域发挥重要的作用。
光纤陀螺代表着未来惯性器件的发展方向, 世界各国都在不断加 大对光纤陀螺的研究, 我国也已将其列为惯性技术领域重点发展的 技术之一。随着光纤制造技术和集成光路技术的不断发展, 光纤陀 螺产品将向着多元化、小型化、实用化方向发展, 并会在国防军事、 科学研究、以及人们的生产生活等方面拥有越来越广阔的应用前景。
目录
陀螺罗经与磁罗经优缺点的比较
传统陀螺罗经的分类及主要特点
光纤陀螺罗经
结论
长期以来，磁罗经作为测定船舶方位用的的指 向仪器，在各类船舶上得到广泛应用。然而随着 航海事业和造船技术的发展，钢船代替了木船， 特别是大中型船舶和潜水艇的出现，使船磁对罗 经指北影响剧增，另一方面随着人类对极地的探 索，在地球磁场影响巨大的两极地区，磁罗经完 全失效，其可靠性和精确度远不能满足要求，这 就促使人们寻求新的指向仪器，不久陀螺罗经问 世了。
2. 谐振型光纤陀螺(RFOG)
• 谐振型光纤陀螺是第二代 光纤陀螺，它是通过检测旋转 非互易性造成的顺、逆时针两 行波的频率差来测量角速率。 采用无源谐振腔的R—FOG的 基本结构是由光纤构成一个谐 振腔，其谐振频率随萨格纳克 效应的大小而改变，由此测量 旋转角速度。 • 谐振型光纤陀螺的研究较 晚，主要用来解决光源的波长 稳定性，对光源的要求十分苛 刻，在技术上还不太成熟，但 是很多研究人员认为它能提供 最大潜在的精度。一勃朗陀螺罗经及主要特点