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實(shí)時(shí)慣導(dǎo)使用方法

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-11-28

陀螺儀在航空飛行領(lǐng)域的應(yīng)用:由于各種電子設(shè)備和電腦控制的高科技發(fā)展,各種現(xiàn)代飛機(jī)的設(shè)計(jì)大多數(shù)都是靜不穩(wěn)定的,必須利用電子設(shè)備和電腦來(lái)輔助控制來(lái)使飛機(jī)取得良好的飛行控制。這種飛機(jī)單純依靠飛行員手指來(lái)控制難度會(huì)加大。飛機(jī)雖然仍能飛行,但是會(huì)出現(xiàn)不同程度的搖晃不定,總是處于一種不穩(wěn)定的飛行狀態(tài)。有時(shí)重心設(shè)定的不太準(zhǔn)確,稍微有差別,也會(huì)使飛機(jī)飛行不太穩(wěn)定??罩杏懈鞣N亂流,也會(huì)使飛機(jī)飛行不夠穩(wěn)定,這時(shí)就使用陀螺儀增穩(wěn),飛機(jī)就會(huì)一直平穩(wěn)的飛行,讓飛行員感覺(jué)更容易操控飛機(jī),做出各種動(dòng)作也更加標(biāo)準(zhǔn)。在航天器、飛機(jī)、導(dǎo)彈等航空航天器材中,陀螺儀用于測(cè)量和控制姿態(tài),確保飛行和導(dǎo)航的精確性和安全性。實(shí)時(shí)慣導(dǎo)使用方法

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不過(guò),從此以后,以陀螺儀為主要的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)就被普遍應(yīng)用于航空航天,這里的導(dǎo)彈里面依然有這套東西,而隨著需求的刺激,陀螺儀也在不斷進(jìn)化。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機(jī)械式的陀螺儀,機(jī)械式的陀螺儀對(duì)工藝結(jié)構(gòu)的要求很高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,它的精度受到了很多方面的制約。自從上個(gè)世紀(jì)七十年代以來(lái),現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。1976年等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想,到八十年代以后,現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展,與此同時(shí)激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。北京航姿儀作用陀螺儀可以測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)速度和角度,從而幫助確定物體的方向和位置。

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光纖陀螺儀,光纖陀螺儀是以光導(dǎo)纖維線圈為基礎(chǔ)的敏感元件, 由激光二極管發(fā)射出的光線朝兩個(gè)方向沿光導(dǎo)纖維傳播。光傳播路徑的變化,決定了敏感元件的角位移。光纖陀螺儀與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺儀相比,優(yōu)點(diǎn)是全固態(tài),沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件和摩擦部件,壽命長(zhǎng),動(dòng)態(tài)范圍大,瞬時(shí)啟動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,重量輕。與激光陀螺儀相比,光纖陀螺儀沒(méi)有閉鎖問(wèn)題,也不用在石英塊精密加工出光路,成本低。激光陀螺儀,激光陀螺儀的原理是利用光程差來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角速度(Sagnac效應(yīng))。在閉合光路中,由同一光源發(fā)出的沿順時(shí)針?lè)较蚝头磿r(shí)針?lè)较騻鬏數(shù)膬墒夂凸飧缮?,利用檢測(cè)相位差或干涉條紋的變化,就可以測(cè)出閉合光路旋轉(zhuǎn)角速度。

1950s,美國(guó)查爾斯·史塔克·德雷伯實(shí)驗(yàn)室,采用液浮支撐技術(shù),研制出液浮陀螺儀,使陀螺儀的精度達(dá)到了慣性級(jí)要求。1960s,美國(guó)羅伯特·克雷格,研制出動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀,在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和特種飛機(jī)等平臺(tái)成功應(yīng)用1963,美國(guó)研制出激光陀螺儀,隨后將其應(yīng)用到飛機(jī)與戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈1964,美國(guó)研制出靜電陀螺儀,并于1979年將其應(yīng)用于“三叉戟”彈道導(dǎo)彈核潛艇,使得潛艇導(dǎo)航能力實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍1990s,以微機(jī)電陀螺儀(MEMS)、半球諧振陀螺儀(RG)為表示的振動(dòng)陀螺儀,以及以核磁共振陀螺儀(NMRG)、原子干涉陀螺儀(AIG)為表示的原子陀螺儀快速發(fā)展。陀螺儀的工作原理是基于角動(dòng)量守恒定律,即物體在沒(méi)有外力作用下,角動(dòng)量保持不變。

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陀螺儀的應(yīng)用場(chǎng)景,慣性導(dǎo)航,在航空航天事業(yè)中普遍應(yīng)用,配合GPS提高導(dǎo)航精度(感知方向/速度的改變),已知起始位置/朝向,將每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向與朝向,通過(guò)積分運(yùn)算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態(tài)計(jì)算,體感操作(和平精英)、手勢(shì)控制(Smart Car教育機(jī)器人)、空間音頻(Airpods)、頭部追蹤(VR/AR頭顯)、飛控(無(wú)人機(jī))、穩(wěn)定(穩(wěn)定器)。手機(jī)應(yīng)用:計(jì)步、攝像頭防抖、橫豎屏感應(yīng)切換、抬屏顯示、360°視圖顯示(可以根據(jù)手機(jī)的方位與角度查看不同視角,eg.星空APP)、搖一搖陀螺儀在慣性導(dǎo)航儀中,可以用于測(cè)量飛行器的姿態(tài)、速度和位置,提供準(zhǔn)確的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。北京航姿儀作用

陀螺儀作為現(xiàn)代導(dǎo)航和控制技術(shù)中的重要組成部分,為多個(gè)領(lǐng)域的精確測(cè)量和定位提供了不可或缺的支持。實(shí)時(shí)慣導(dǎo)使用方法

陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ))、光電類陀螺儀(以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)),機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)):轉(zhuǎn)子式陀螺儀:滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等;新型振動(dòng)陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機(jī)電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測(cè)量運(yùn)載體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ));激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等;機(jī)電式:高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子,高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),且需要一定的預(yù)熱時(shí)間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號(hào)。實(shí)時(shí)慣導(dǎo)使用方法

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