高动态航姿仪

惯性导航原理，惯性导航利用陀螺仪和加速度计测量载体在惯性参考系下的角速度和加速度，并对时间进行积分、运算得到速度和相对位置，且把它变换到导航坐标系中，这样结合较初的位置信息，就可以得到载体现在所处的位置。陀螺仪是一种稳定平衡装置，在航空，航海，手机，汽车等产业上有普遍应用，可以让装备陀螺仪的设备在运动过程中保持平衡稳定，并提供准确的方位，水平，加速度，速度等信息。水平陀螺仪指示水平方向，给飞行器的航向角修正提供信息。陀螺罗经是一种依靠陀螺仪指示真北的装置。它利用地球自转角速度和重力力矩的综合作用，能够使自转轴自动寻找真北，而不需要依靠地磁场。现在也有了长足的进步和发展。由此可见，陀螺仪器的应用范围是相当普遍的，它在现代化的国家防护建设和国民经济建设中均占重要的地位。陀螺仪可以用于运动追踪和姿态识别，如体育训练、虚拟现实等领域。高动态航姿仪

陀螺仪是将一个中心轮盘安装在两个或三个万向节上的装置。这些万向节通过枢轴支撑可以使这个中心轮盘绕单个轴旋转。如果三个万向节为一组，且每一个都通过正交的枢轴安装在另一个上，就可以使安装在较内万向节上的中心轮盘具有其自身的单独方向，区别于其支架在空间中的方位。若是两个万向节为一组，做为该陀螺仪的框架的外部万向节，被安装成可以绕自身支架所在平面内的轴方向进行枢轴旋转。所以这个外部万向节只可以在一个角度上自由旋转。船用惯性导航系统市价机械式陀螺仪的结构简单，制造成本低，但精度相对较低，适用于中低精度场合。

陀螺仪的作用，这陀螺仪和重力传感器有什么区别呢？区别很多，但较大的区别就是重力传感对于空间上的位移感受维较少，能做到6个方向的感应就已经很不错了，而陀螺仪则是全方面的。这很重要，毫不夸张的说，这两者不是一个级别上的产品。可能看到这里，大家还是会觉得有些迷惑，既然陀螺仪很厉害，那么它在手机上到底有什么用呢？我们不妨来看看。导航。陀螺仪自被发明开始，就用于导航，先是德国人将其应用在V1、V2火箭上，因此，如果配合GPS，手机的导航能力将达到前所未有的水准。实际上，目前很多专业手持式GPS上也装了陀螺仪，如果手机上安装了相应的软件，其导航能力绝不亚于目前很多船舶、飞机上用的导航仪。

单自由度陀螺仪给陀螺增加了一个自由度，共有两个自由度。单自由度陀螺仪模型如图3所示，x、y、z分别为陀螺仪的三个周，x方向没有自由度。转子飞速转动的动量H沿z轴方向。当基座绕z轴转动或y轴转动时，由于内框架具有隔离运动作用，转子不会随着基座的转动而转动。当基座绕x轴转动时，内框架轴有一对力F作用在内框架轴的两端，形成力矩M_x，方向沿x轴方向。由于陀螺仪没有该方向的转动自由度，力矩M_x使陀螺仪绕内框架进动，沿y轴方向。总之，单自由度陀螺仪可敏感缺少自由度方向的角速度。陀螺仪利用陀螺效应，即旋转物体的角动量会保持不变，来测量物体的旋转。

1850年法国物理学家莱昂·傅科（J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中地的转子（rotor），由于具有惯性，它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字 gyro（旋转）和skopein（看）两字合为gyro scopei 一字来命名这种仪表。陀螺仪是一种既古老而又很有生命力的仪器，从头一台真正实用的陀螺仪器问世以来已有大半个世纪，但直到现在，陀螺仪仍在吸引着人们对它进行研究，这是由于它本身具有的特性所决定的。陀螺仪较主要的基本特性是它的稳定性和进动性。在无人机领域，陀螺仪是实现自主飞行、精确悬停等功能的关键传感器。高动态航姿仪

陀螺仪的误差来源包括温度、湿度、振动等，研究人员致力于降低这些因素的影响。高动态航姿仪

作为稳定器，陀螺仪器能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。陀螺仪在生活和特种领域都有重要作用。小到手机，大到卫星，都能见到它的身影。飞行器姿态控制是陀螺特性的重要应用，是定轴性的体现。垂直陀螺仪给飞行器建立地垂线基准，道理很简单，飞行器在空中飞行过程中，不管姿态如何改变，垂直陀螺仪始终指向垂直方向不变，从而提供有关姿态角的信息。当然，由于陀螺自身漂移和环境变化，需要修正装置随时校准修正。高动态航姿仪