二、光纤陀螺仪的特点

　　光纤陀螺的主要特点是：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；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；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。由于光纤陀螺的上述突出优点，使其在许多领域中得到广泛的应用。

       三、 光纤陀螺仪的发展

　　1976年美国犹他大学Vali和Shorthill首先提出光纤陀螺的设想并进行了演示试验。1978年美国麦道公司研制出第一个实用化光纤陀螺，1983年又研制出零相位检测的光纤陀螺。1980年Ulrich揭示了解决光纤陀螺上互易性的重要性，Culter揭示了相干的Rayleigh反向散射是光纤陀螺灵敏度提高的主要障碍之一，并提出了一些解决的方法。同年Bergh等研制出第一台全光纤陀螺试验样机，使光纤陀螺向实用化迈进了一大步。1981年Ezekiel等证明了Kerr效应影响光纤陀螺的短期漂移误差。1982年Bergh等指出，采用超发光二极管(SLD)可以大大降低Kerr效应带来的误差，并研制出克服Kerr效应的光纤陀螺。1984年Arditty等演示了一个用多功能集成光学元件的光纤陀螺，证明了集成光纤陀螺的可行性。

　　20世纪80年代末至90年代初，光纤陀螺技术已达到实用化产品阶段，许多公司都推出了自己的相关产品。其中美国在这方面走在世界前列，已研制出实验室精度为10^-4°/h的高精度光纤陀螺，霍尼韦尔(Honeywell)公司、利顿(Litton)公司、史密斯公司、道格拉斯公司及美国海军研究所等都推出了系列产品。Honeywell公司在90年代生产了9000只开环式全保偏光纤陀螺，用于民用航空，精度为1°/h。该公司已经制造出精度为0.000038°/h的干涉型光纤陀螺，可用于核潜艇的导航或空间飞行。Litton公司于20世纪90年代初建起一条战术级组合惯导系统的生产线，至2001年初已交付超过5000套的惯导系统。这表明光纤陀螺已超过15000个，这些产品供50个以上的不同用户使用。其产品LN-201零偏为1~10°/h，已用于AMRAAM空对空导弹。史密斯公司的光纤陀螺已成功地应用于各型军用飞机。道格拉斯公司研制出一种用于钻井设备的光纤陀螺，能承受很宽的湿度变化和强度冲击，这也是光纤陀螺首次用于钻井设备。美国海军研究所已研制出一种漂移为0.005°/h的全光纤陀螺，其惯导装置水平角速度的短期分辨率已达到5.3×10⁷rad/s。日本是继美国之后光纤陀螺研究生产的大国。Mitsubishiprec公司、HitachiCable公司等都推出了自己的系列产品，特别是在中低精度光纤陀螺方面，这些公司走在世界前列。JAE公司进行了光纤陀螺在多个领域的应用研究，如陆海空及空间运动平台的导航，火箭的姿态控制，其中1991年发射的TR-IA型全重力实验火箭是世界上首次采用光纤陀螺的实例。自从光纤陀螺诞生以来，在近30年的时间里，其发展是日新月异。不仅科学家热衷于此，许多大公司出于对其市场前景的看好，也纷纷加入到研究开发的行列中来。由于光纤陀螺在机动载体和军事领域的应用甚为理想，因此各国的军方都投入了巨大的财力和精力。目前一些发达国家如美、日、德、法、意、俄等在光纤陀螺的研究方面均取得了较大进步，一些中低精度的陀螺已经实现了产品化，而少数高精度产品也开始在军方进行装备调试。

　　美国在光纤陀螺的研究方面一直保持领先地位，目前已经有多种型号的光纤陀螺在美国投入使用。以斯坦福大学和麻省理工学院为代表的科研机构在研究领域中不断取得突破，而几家研制光纤陀螺的公司在陀螺研制和产品化方面也做得十分出色，最著名的Litton公司和Honeywell公司代表了国际上光纤陀螺的最高水平。日本紧随美国之后，在中低精度陀螺实用化方面走在了世界前列。许多公司都开始批量生产多种中低精度的光纤陀螺。西欧几个国家以及俄罗斯的第一代光纤陀螺也已经投入生产，少数中、高精度陀螺已经装备到空军、海军及导弹部队中。相对而言，中国光纤陀螺的研究起步较晚，但是在广大科研工作者的努力下，已经逐步拉近了与发达国家间的差距。航天工业总公司、上海10所、清华大学、浙江大学、北方交通大学、北京航天航空大学等单位相继开展了光纤陀螺的研究。根据目前掌握的信息看，国内的光纤陀螺研制精度已经达到了惯导系统的中低精度要求，有些技术甚至达到了国外同类产品的水平。但是国内的研究大多停留在实验室阶段，没有形成产品，距离应用还有差距。所以我们在这方面仍然有很长的路要走。