陀螺儀的重要特性是什麼？有什麼實際應用？

01-26

「陀螺儀」是敏感角位移的裝置。

重要特性有定軸性和進動性。

定軸性

定軸性很好理解，陀螺儀在高速旋轉過程中具有動量矩H，在不受外力矩作用時，自轉軸將相對慣性空間保持方向不變的特性。

進動性

進動性是二自由度陀螺儀裡面的概念。二自由度陀螺儀模型如下：

外框能夠繞外框軸旋轉，內框能夠繞內框軸旋轉，中間是旋轉的陀螺和自轉軸。

進動性是指的這樣的現象：

在陀螺轉子高速轉動的情況下，如果按如圖所示用力作用於內框架，會使得外框架按如圖所示方向轉動，從而導致動量矩H（即自轉軸的方向）相應轉動。或者另外一種情況：

用力推動外框，使得內框架繞內框軸轉動。

類似於牛頓第三定律，當推動外框架或者內框架改變動量矩H的方向時，陀螺儀會產生反作用力矩，其大小與外力矩相等，方向相反。這也是陀螺儀的基本特性之一。

應用

陀螺儀在生活和軍事領域都有重要作用。小到手機，大到衛星，都能見到它的身影。

飛行器姿態控制是陀螺特性的重要應用，是定軸性的體現。垂直陀螺儀給飛行器建立地垂線基準，道理很簡單，飛行器在空中飛行過程中，不管姿態如何改變，垂直陀螺儀始終指向垂直方向不變，從而提供有關姿態角的信息。當然，由於陀螺自身漂移和環境變化，需要修正裝置隨時校準修正。

同樣，水平陀螺儀指示水平方向，給飛行器的航向角修正提供信息。

陀螺羅經是一種依靠陀螺儀指示真北的裝置。它利用地球自轉角速度和重力力矩的綜合作用，能夠使自轉軸自動尋找真北，而不需要依靠地磁場。現在也有了長足的進步和發展。

參考資料：于波,陳雲相,郭秀中.慣性技術[M]

陀螺儀最重要的特性是定軸性和進動性，它能夠敏感角運動，因此可以用來測量載體相對慣性空間的角運動，高精度的陀螺儀主要應用在軍事方便和加速度計組成慣性導航系統。低精度的在很多方面都有應用個，像手機，一些可穿戴設備，康復訓練裝置等。

陀螺儀主要用於慣性導航，慣性導航有優點有缺點，缺點在於，造價非常昂貴，而且由於其導航計算過程是一個開環控制，所以誤差無法自行消除，隨時間不斷積累。

那問題是，又貴又不好用，為啥還要研究它。因為它的優點是無可取代的，就是其自主性。目前導航方法有很多，最常用的就是gps導航，其實gps是衛星導航的一種，目前中國的北斗系統已經日趨完善，不久的將來，我們的騎車手機都可以使用國產的導航系統了。

回到不同的導航方法，以gps為例，導航必須依靠衛星發出的導航電文，而在敵我雙方展開戰鬥的時候，衛星會是優先打擊的目標之一，那沒了衛星，豈不是導彈都用不了了。

這時，還好，我們還有慣性導航。慣性導航雖然誤差會累積，但是導彈飛行的時間其實是很短的，就算是彈道導彈，其需要導航的主動段，或者說上升段，也是時間很短的，所以慣性導航的精度完全足夠。

提升慣導精度的最直接辦法，就是簡單暴力的提升陀螺轉子的角速度。現在技術最高的慣導系統，以美國為例，其核潛艇，在水下連續航行兩個月，浮出水面時，誤差大約在十幾米的樣子。

陀螺儀的重要特性。。。這個要看什麼陀螺了。

機械速度陀螺（撓性陀螺、液浮陀螺、靜電陀螺、及一部分微機械陀螺等）的重要特性是進動性和定軸性。

機械積分陀螺的重要特性主要是定軸性。

光學陀螺（激光陀螺、光纖陀螺）的重要特性是薩格納效應，並且激光陀螺有死區，必須有電機對其進行振動，光纖陀螺溫漂較為嚴重。

一部分微機械陀螺特性是科里奧利加速度。

實際作用最重要的就是用於慣導。不過有答主說美帝的核潛艇定位精度在十幾米肯定是用海圖或者地磁之類的做了組合的。只是慣導的話，美帝的標準記得是1海里還是2海里。漂移1海里/小時的慣導都是導航級的了，兩個月誤差十幾米靜電陀螺也做不到。