激光陀螺

激光陀螺学名是“环形激光器”，是一种利用激光光束的光程差测量物体角位移的装置。激光陀螺主要应用在军事上，用于精确打击武器的导航定位、姿态测量与控制、平台稳定，为它们有效完成作战任务提供更好的保障。

传统陀螺及其原理

陀螺是许多人小时候的玩具，当人们用一根绳子做的鞭子猛抽陀螺，就能转起来，抽得越狠，它就转得越飞快，不会倒下。因此，我们也发现：如果一个物体旋转时速度很快，它就会稳定地立在一个地点不动，转速足够快的时候，即使平板倾斜一些，它仍然不会倒，并且转轴始终指向一个固定方向。这就是物体的“定轴特性”。

利用陀螺的“定轴特性”，科学家发明了能定向和定位的陀螺仪，通过将陀螺定轴方向与运载体的轴心相比对，就能得出运载体的正确方向和瞬时位置。而以陀螺仪为核心部件，进而组装出惯性导航系统或制导系统。因此，陀螺是航天、航空、航海装备及很多武器装备在作战中不可缺少的定位和导航装置。传统的惯性陀螺主要是指机电陀螺，但其稳定性以及定向与定位精度不够，不能满足现代武器精确打击的要求。科研人员一直希望能找到更好的陀螺仪，帮助运载体精确定位与定向、稳定运行，更好地发挥武器的效能，激光陀螺无疑是一种很好的替代品。

激光陀螺原理

实际上是一种无质量的光学陀螺仪，利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应，测定敏感物体相对于惯性空间的角速度或转角，进而测定物体方向等。

具体原理：一束光经分光器被分成完全相同的两束光后，进入同一环形光回路，分别沿顺时针方向和逆时针方向相向传播。如果让光回路绕垂直于自身的轴旋转起来，这两束光之间会产生相位差，利用光的干涉性能测出相位差，进而得出光回路旋转的角速度。如果光回路被制成一个环形激光器，其中传播的光就是方向性好、聚束性强、相干性优的激光，因此就形成了一个能通过敏感角速度来测定方向与姿态并具有快速寻北与稳定作用的激光陀螺。

激光陀螺的组成结构

组成激光陀螺的基本元器件有氦氖激光器，全反射镜，半透半反射镜。

激光陀螺没有旋转的转子部件，没有角动量，也不需要方向环框架，框架伺服机构，旋转轴承，导电环及力矩器和角度传感器等活动部件，结构简单，工作寿命长，维修方便，可靠性高，2014年激光陀螺的平均无故障工作时间已达到九万小时以上。

激光陀螺没有活动部件，不存在质量不平衡问题，所以对载体的震动及冲击加速度都不敏感，对重力加速度的敏感度也可忽略不计，因而无需不平衡补偿系统，输出信号没有交叉耦合项，精度高，偏值小于0.001度每小时，随机漂移小于0.001度每小时，长期精度稳定性好，在9年内输出没有任何变化，重复性极好。

激光陀螺没有精密零件，组成陀螺的零件品种和数量少，机械加工较少，易于批量生产和自动化生产，成本是常规陀螺的三分之一左右。

3个激光陀螺和3个加速度计组成一套导航系统。物体运动时根据不同激光束的变化，就能精确感知物体空间坐标。用它给武器平台导航，能让战机突防能力更强、舰船跑得更远、dao弹打得更准。在没有卫星导航的情况下，同样能精确打击目标。激光陀螺集光、机、电、算等科技于一身。

激光陀螺在军事上的应用

首先，激光陀螺用于为各类战机和精确打击武器提供导航和制导所需要的实时航向、速度、高度、姿态等空间位置信息。使战机能可靠飞行和灵活进行高速战术机动，并使精确打击武器的射程和命中精度得到很大提升。同时，它还为机动发射的弹道dao弹、巡航dao弹寻北提供方位基准，使它们能实现快速定向定位，准确地命中目标。

其次，为舰艇、潜艇和制导yu雷提供航向、航深、航速和位置等基准数据。使它们不依赖于任何外部信息，就能独立地进行实时导航。

第三，作为稳定调节系统的重要组成部分。使坦克、装甲车等陆地战车在行进中，实时感知车体上仰和下俯等动作，自动将火炮和机枪等武器稳定在原定方向和位置，保证武器瞄准和射击时不受车体行进过程的影响。

第四，作为航天器姿态和轨道控制系统的重要组成部分，协助卫星保持正确姿态，使其天线波束始终能对准地球覆盖区，准确完成对地面转发和传播信号以及对地面目标的探测。

第五，用于运载火箭的惯性制导系统中。简化导引和控制系统结构，减小火箭的控制难度，增强火箭的飞行稳定性，同时降低火箭的发射重量，增大火箭的运载能力，提高航天器的入轨精度以及机动性和变轨能力。

ZG激光陀螺

经过国防科技大学43年的艰苦攻关，ZG成为世界上继美俄法之后第四个能独立研制激光陀螺的国家。尤其是该大学高伯龙团队，花二十年将这一国防重器献给了祖国，他就是清华1951届校友、ZG工程院院士、国防科技大学教授、激光陀螺专家高伯龙。2017年底，一生低调的他默默地离开了人世，但他还是像ju星一样，散发出了耀眼的光芒。他值得我们Z深切的缅怀。

高伯龙的自信源于他深厚的理论物理功底。而思想转变之后，更使他全力以赴、心无旁骛地投身激光陀螺研究，很快即成为我国该领域的理论权威和领军人物，为我国在激光陀螺领域取得重大突破作出了不可磨灭的贡献。