我国惯性仪器仪表的技术特点及发展综述

　　一、导言

　　惯性仪器仪表是用于敏感运动体在惯性空间的角运动、线运动，进而获取运动体的姿态、位置、速度等信息，在航空、航天、航海、兵器以至国民经济中的石油、煤炭、汽车制造、机电工业、电子技术、控制科学和信息科技等领域都有着广泛的应用。惯性仪器仪表技术已成为衡量一个国家科学技术水平和国防实力的重要标志之一，是当前国家重点支持发展的行业。

　　我国的惯性技术应用从无到有、从弱到强、从落后到比较先进，经历了创业、发展、创新三个大的阶段。目前，惯性技术在兵器装备中的应用领域极广，已经成为现代武器系统的重要支撑性技术之一，涉及到惯性器件、惯性导航、惯性制导、惯性稳定等技术，惯性技术已从传统的船舶导航、飞行器导航和导弹制导，拓展到瞄准线、火炮线或图像稳定、多种军用车辆导航、定位、精确打击弹药、姿态控制和导引、卫星定位、大地测量、钻探、海底电缆铺设等，已经在海、陆、空、天等各个领域广泛应用。

　　惯性仪器仪表行业主要包括加速度计和陀螺仪，因此分析惯性仪器仪表中的代表产品，就抓住了整个惯性仪器仪表行业的技术发展历程与趋势的脉搏。

　　二、我国惯性技术的发展现状

　　我国在惯性技术领域已经取得了很大的进步，逐渐缩短了与国外同行业的差距，下面就陀螺、加速度计、惯性测量组合三方面就惯性仪器仪表行业的发展现状作如下分析:

　　1、陀螺技术的发展现状

　　陀螺仪是惯性仪器仪表的基础之一，主要有液浮式陀螺仪、动力调谐式陀螺仪、压电式陀螺仪、微机电式陀螺仪、光纤式陀螺仪、激光式陀螺仪等。MEMS 惯性仪表由硅片采用光刻和各向异性刻蚀工艺制造而成，具有显著的尺寸小、质量轻、成本低、可靠性高、抗振动冲击能力强，以及易批量生产等优点[1]，主要应用于军事领域，广泛应用于战术导弹、炮弹的惯性导航系统，另一个主要应用领域是汽车领域。目前，陀螺仪的发展趋势是向高精度、低成本方向发展，动力调谐式陀螺仪是国内外使用最广泛的陀螺仪，而激光式陀螺仪则是国内外水平最高的陀螺仪。

　　我国激光陀螺研究起步于 20 世纪 80 年代初期，90 年代后期得到快速发展。中精度激光陀螺研制方面，其设计与加工工艺技术基本成熟，接近国外水平，由其组成的各类惯性系统已在火炮、陆地战车、导弹武器等领域内获得成功应用并批量生产。在高精度方面，其关键技术已取得了一系列重大突破，国内工程样机已达到 0.005°/h。由高精度激光陀螺组成的捷联惯导系统已开始在航空领域及导弹武器领域应用[2]。例如，中国航天科技集团公司一院 12 所研制的激光陀螺经过多年研究突破了整机结构、电气设计和标定测试的多项关键技术，完成了两个回合的研制。其研制的用于搭载试验的工程样机，在CZ-3A运载火箭成功发射北斗1号卫星中，搭载激光陀螺捷联惯性导航系统也取得了圆满成功，但距离批量生产还有一定距离。