v**e
发帖数: 8422 | 1 简单科普下陀螺仪： - 驭风
精确制导武器的制导方式有许多，除了大家熟悉依赖自身探测制导头的雷达、红外、
光学和激光等末制导外，还有导航卫星制导和惯性制导等。其中卫星导航最廉价，无需
自带探测制导头，对飞行时间和距离也不敏感，但过分依赖导航卫星系统，如果是人家
的系统可能在战时被关闭或干扰。而惯性制导完全依靠导弹自身携带的陀螺仪来记住每
一个微小的飞行矢量变化，出现扰动偏差可即时纠正，使之完全按预订轨迹飞行，因此
它是唯一完全不依靠外部因素来修正的制导方式，完全不可干扰。因此价值最高的洲际
导弹，就是采用惯导方式，极少数中途加入星光制导校正下。现在的巡航导弹和许多远
程区外空地导弹，则普遍采用ＧＰＳ+ＩＮＳ制导方式，ＧＰＳ指卫星导航，而ＩＮＳ
就是惯导，取前者对时间不敏感而后者抗干扰能力强的各自优点。
显然，惯导这种重要的制导手段，其精度完全取决于陀螺仪的精度，后者是以单位
时间的偏移量来计算的，误差只跟时间而跟飞行距离无关。比如用同样精度的陀螺，射
程２０００公里的巡航导弹会比射程１００００公里的洲际导弹误差更大，因为慢速的
前者飞行时间比高速的后者长好几倍，所以前者才需要加ＧＰＳ校正。
陀螺分好几类，最早的是机电陀螺，跟我们玩的陀螺原理差不多，导弹姿态变化时
，高速旋转的陀螺因自稳性就会与平台产生倾斜，算出这个夹角就可以纠正。说起来虽
然简单，但因为导弹是三轴运动的，你得把做出一圈套一圈的３Ｄ陀螺才行，这个工艺
就极其复杂，像图一中美国ＭＸ洲际导弹上这种机电陀螺，体积重量很大，价格极其昂
贵，它每小时仅偏离1.5Ｘ10-5度（１０的负五次方），能让导弹飞行４０分钟和１４
０００公里后依然达到１００米的命中精度，堪称机电陀螺的巅峰之作，但这东东有五
十多公斤重。
之后又出现了激光陀螺，它通过图二所示的环形激光反射镜来精确测量陀螺仪的微
小角度偏差，结构更简单，因此能在精度保持甚至超过机电陀螺的同时，大幅降低体积
重量和成本。但它依然是个高大上的东东，即使今天也依然用在像洲际导弹之类的高价
值武器上。
再往后又出现了光纤陀螺，其原理见图三。它是缠绕一个很长的光纤线圈，将同一
束激光从两端分别打入，如果导弹出现角速度变化就会影响光程，而我们测量出两束光
的光程差就能反推出角速度变化。光纤陀螺比环形激光陀螺更轻更廉价，只是目前它的
精度暂时还达不到顶级激光陀螺的水平，比较适合廉价的武器。
中国对激光陀螺的研究时间已经很长了，今年初已经实现了量产，这对我们高端的
陆基和潜射洲际导弹是个普大喜奔的好消息。祝贺文中提到的这个团队。
中国在光纤陀螺方面也跻身世界先进水平，特别是价格上优势突出，基本是奔着白
菜价做。比如火箭炮吧，这东东的精度比身管火炮差三倍（误差约等于射程的百分之一
，而身管火炮只有三百分之一），那么你做射程２００公里的超远程火箭炮时，不校正
误差可能达到２公里之谱（那还打个鸟啊），而我们极尽火箭炮的一切精度潜力后（包
括出膛时通过线圈输入风偏和姿态等校正信息）才压缩到６００米，大家看卫士二刚出
现时公布的射程就是这样，只能打机场等大面积目标，打更小的就得加子弹头末制导。
但加入光纤陀螺后，就可以直接获得１００米左右的命中精度，而且这个成本相对百万
元左右的火箭弹来说并不昂贵，可谓性价比十分突出。
大家真以为美俄都造不出射程２００公里的火箭炮，而让中国轻易地就遥遥领先全
世界了吗？其实远程火箭弹并不复杂，只不过我前述的过高的命中误差实在让这么远的
射程变得无意义，而为火箭弹装昂贵的制导系统又不太值当，所以没别人在这样做。而
中国的光纤陀螺应该三年前就量产了，这种白菜价般的普及优势是别国比不了的。所以
我总说，性能是一方面，而价格有时意义更重大。 |
B*D
发帖数: 5016 | 2 那个机电陀螺真是工业的王冠
半年造一个，当年30万美金的单价
估计现在价格要上百万美金一个了
真想收藏一个
【在 v**e 的大作中提到】
: 简单科普下陀螺仪： - 驭风
: 精确制导武器的制导方式有许多，除了大家熟悉依赖自身探测制导头的雷达、红外、
: 光学和激光等末制导外，还有导航卫星制导和惯性制导等。其中卫星导航最廉价，无需
: 自带探测制导头，对飞行时间和距离也不敏感，但过分依赖导航卫星系统，如果是人家
: 的系统可能在战时被关闭或干扰。而惯性制导完全依靠导弹自身携带的陀螺仪来记住每
: 一个微小的飞行矢量变化，出现扰动偏差可即时纠正，使之完全按预订轨迹飞行，因此
: 它是唯一完全不依靠外部因素来修正的制导方式，完全不可干扰。因此价值最高的洲际
: 导弹，就是采用惯导方式，极少数中途加入星光制导校正下。现在的巡航导弹和许多远
: 程区外空地导弹，则普遍采用ＧＰＳ+ＩＮＳ制导方式，ＧＰＳ指卫星导航，而ＩＮＳ
: 就是惯导，取前者对时间不敏感而后者抗干扰能力强的各自优点。
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l******g
发帖数: 366 | 3 火箭弹竟然一发百万？
【在 v**e 的大作中提到】
: 简单科普下陀螺仪： - 驭风
: 精确制导武器的制导方式有许多，除了大家熟悉依赖自身探测制导头的雷达、红外、
: 光学和激光等末制导外，还有导航卫星制导和惯性制导等。其中卫星导航最廉价，无需
: 自带探测制导头，对飞行时间和距离也不敏感，但过分依赖导航卫星系统，如果是人家
: 的系统可能在战时被关闭或干扰。而惯性制导完全依靠导弹自身携带的陀螺仪来记住每
: 一个微小的飞行矢量变化，出现扰动偏差可即时纠正，使之完全按预订轨迹飞行，因此
: 它是唯一完全不依靠外部因素来修正的制导方式，完全不可干扰。因此价值最高的洲际
: 导弹，就是采用惯导方式，极少数中途加入星光制导校正下。现在的巡航导弹和许多远
: 程区外空地导弹，则普遍采用ＧＰＳ+ＩＮＳ制导方式，ＧＰＳ指卫星导航，而ＩＮＳ
: 就是惯导，取前者对时间不敏感而后者抗干扰能力强的各自优点。
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k*****r
发帖数: 21039 | 4 16万刀而已，fresh CS Phd pay.
【在 l******g 的大作中提到】
: 火箭弹竟然一发百万？
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j***j
发帖数: 9831 | 5 IMU
手机和移动玩具里大量使用的MEMS传感器，陀螺加速计罗盘做在小豆子大小的一个芯片
上，芯片本身一两块钱。处理后的精度对玩具来说足够了，比如那个炒的很热的oculus
rift头戴三维显示器，用这个做头部运动跟踪。
精度可以设法改进，应用也当然不止在玩具上。那些DIY无人机的人用它控制姿态，其
他航空器可用它作辅助导航。如果各种外部导航信号都中断了，IMU还可以工作。
http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2013/04/10.aspx
http://www.systron.com/
http://www.youtube.com/watch?v=C7JQ7Rpwn2k
http://www.youtube.com/watch?v=zwe6LEYF0j8
【在 v**e 的大作中提到】
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: 光学和激光等末制导外，还有导航卫星制导和惯性制导等。其中卫星导航最廉价，无需
: 自带探测制导头，对飞行时间和距离也不敏感，但过分依赖导航卫星系统，如果是人家
: 的系统可能在战时被关闭或干扰。而惯性制导完全依靠导弹自身携带的陀螺仪来记住每
: 一个微小的飞行矢量变化，出现扰动偏差可即时纠正，使之完全按预订轨迹飞行，因此
: 它是唯一完全不依靠外部因素来修正的制导方式，完全不可干扰。因此价值最高的洲际
: 导弹，就是采用惯导方式，极少数中途加入星光制导校正下。现在的巡航导弹和许多远
: 程区外空地导弹，则普遍采用ＧＰＳ+ＩＮＳ制导方式，ＧＰＳ指卫星导航，而ＩＮＳ
: 就是惯导，取前者对时间不敏感而后者抗干扰能力强的各自优点。
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a***e
发帖数: 27968 | 6 the ring laser, could they make it polarizing 90 degree off depending on
direction
through laser tube?
【在 v**e 的大作中提到】
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: 精确制导武器的制导方式有许多，除了大家熟悉依赖自身探测制导头的雷达、红外、
: 光学和激光等末制导外，还有导航卫星制导和惯性制导等。其中卫星导航最廉价，无需
: 自带探测制导头，对飞行时间和距离也不敏感，但过分依赖导航卫星系统，如果是人家
: 的系统可能在战时被关闭或干扰。而惯性制导完全依靠导弹自身携带的陀螺仪来记住每
: 一个微小的飞行矢量变化，出现扰动偏差可即时纠正，使之完全按预订轨迹飞行，因此
: 它是唯一完全不依靠外部因素来修正的制导方式，完全不可干扰。因此价值最高的洲际
: 导弹，就是采用惯导方式，极少数中途加入星光制导校正下。现在的巡航导弹和许多远
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