半球諧振陀螺研究現狀與發展趨勢

潘 瑤,曲天良,楊開勇,羅 暉

(國防科技大學光電科學與工程學院,長沙 410073)

半球諧振陀螺研究現狀與發展趨勢

潘 瑤,曲天良,楊開勇,羅 暉

(國防科技大學光電科學與工程學院,長沙 410073)

半球諧振陀螺是基于哥氏效應測量角速度的新型固態陀螺,具有結構簡單、精度高、功耗低、壽命長、可靠性好、抗空間輻射等優點,是捷聯慣性導航系統的理想陀螺儀,在宇航領域具有獨特的應用優勢。半球諧振陀螺的理論精度不受量子尺寸效應限制,是高精度、微型化陀螺的重要發展方向之一。首先介紹了半球諧振陀螺的基本工作原理,其次介紹了半球諧振陀螺的發展歷程,綜述了半球諧振陀螺的國內外研究現狀,最后對半球諧振陀螺的發展趨勢進行了展望。

半球諧振陀螺；哥氏效應；慣性導航

0 引言

近年來,隨著我國航空航天等領域的空前發展,對可用于高精度、高可靠性、長壽命慣性導航系統的高性能陀螺儀提出迫切需求。半球諧振陀螺(Hemispherical Resonator Gyroscope,HRG)是 20 世紀 60 年代出現的一種新型陀螺。與傳統機械陀螺相比,它結構簡單,沒有磨損部件(機械轉子、光源等),無需后期維護；不需預熱,啟動時間短；具有很強的抗沖擊能力,能承受大的機動過載(3000g)；諧振子物理特性穩定,因而陀螺具有很高的可靠性和超長的壽命；此外半球諧振陀螺還具有抗輻射能力,使其非常適合在空間飛行器、衛星等輻射環境下長時間工作的裝備中使用[1]。與當下激光陀螺和光纖陀螺相比,半球諧振陀螺結構簡單、零部件數大大減少,理論上精度不依賴于尺寸,噪聲性能不受量子效應限制,因此,半球諧振陀螺是最有潛力實現高精度、小型化、低成本的陀螺儀?！?br>