光纖陀螺儀行業市場調查及應用分析2023

• 黃文玉 2023年10月26日 來源：互聯網 1357 89
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光纖陀螺儀是以光導纖維線圈為基礎的敏感元件，由激光二極管發射出的光線朝兩個方向沿光導纖維傳播。光傳播路徑的不同，決定了敏感元件的角位移。

一、光纖陀螺儀的概念

光纖陀螺儀是以光導纖維線圈為基礎的敏感元件，由激光二極管發射出的光線朝兩個方向沿光導纖維傳播。光傳播路徑的不同，決定了敏感元件的角位移。現代光纖陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體方位的儀器，它是現代航空，航海，航天和國防工業中廣泛使用的一種慣性導航儀器，它的發展對一個國家的工業，國防和其它高科技的發展具有十分重要的戰略意義。

光纖陀螺儀的分類方式有多種。依照工作原理可分為干涉型、諧振式以及受激布里淵散射光纖陀螺儀三類。其中，干涉型光纖陀螺儀是第一代光纖陀螺儀，它采用多匝光纖線圈來增強薩格納克效應，目前應用最為廣泛;按電信號處理方式不同可分為開環光纖陀螺儀和閉環光纖陀螺儀，一般來說閉環光纖陀螺儀由于采取了閉環控制因而擁有更高的精度;按結構又可分為單軸光纖陀螺儀和多軸光線陀螺儀，其中三軸光纖陀螺儀由于具有體積小、可測量空間位置因等優點，因而是光纖陀螺儀的一個重要發展方向。

二、光纖陀螺儀行業市場現狀調查

傳統的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀，機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高，結構復雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來，現代陀螺儀的發展已經進入了一個全新的階段。光纖陀螺儀是以光導纖維線圈為基礎的敏感元件，由激光二極管發射出的光線朝兩個方向沿光導纖維傳播。光傳播路徑的不同，決定了敏感元件的角位移。光纖陀螺儀與傳統的機械陀螺儀相比，優點是全固態，沒有旋轉部件和摩擦部件，壽命長，動態范圍大，瞬時啟動，結構簡單，尺寸小，重量輕。與激光陀螺儀相比，光纖陀螺儀沒有閉鎖問題，也不用在石英塊精密加工出光路，成本相對較低。

光纖陀螺儀的實現主要基于塞格尼克理論：當光束在一個環形的通道中行進時，若環形通道本身具有一個轉動速度，那么光線沿著通道轉動方向行進所需要的時間要比沿著這個通道轉動相反的方向行進所需要的時間要多。也就是說當光學環路轉動時，在不同的行進方向上，光學環路的光程相對于環路在靜止時的光程都會產生變化。利用光程的這種變化，檢測出兩條光路的相位差或干涉條紋的變化，就可以測出光路旋轉角速度，這便是光纖陀螺儀的工作原理。

慣性導航技術是軍事領域最重要的核心通用技術之一，慣性導航的發展水平直接影響了一個國家武器裝備的先進性。我國的慣性導航技術已有近60年的歷史，經歷了從無到有，從弱到強，從落后到先進的發展歷程，據統計，截至2019年我國慣性導航系統市場規模達到173.9億元，同比增長13.4%，預計到2026年我國慣性導航系統市場規模將達到481.7億元。

根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國光纖陀螺儀行業市場調查與投資建議分析報告》顯示：

國外光纖陀螺相關單位主要有美國DARPA、Draper實驗室、諾格公司、霍尼韋爾公司、KVH公司等，法國薩基姆公司、iXblue公司等，日本三菱精密有限公司，俄羅斯Optolink公司等。自20世紀70年代發展至今，光纖陀螺關鍵技術取得重大突破，應用領域不斷拓展。目前，光纖陀螺的精度最高可達8×10-5°/h。

國內從事光纖陀螺研發生產的單位主要有：北京航空航天大學、哈爾濱工程大學、北京理工大學、浙江大學、中國兵器工業系統總體部、航天時代電子公司、航天三院33所和中船707所等。國內對于光纖陀螺的研究起步相對較晚，雖然發展較快，但光學器件的性能差距仍制約了國內光纖陀螺產品的技術水平。

三、光纖陀螺儀行業應用分析

航海方面的應用。羅經是船舶重要的導航設備，主要有磁羅經和電羅經兩種。隨著光纖陀螺技術的發展和商業化水平的提高，光纖陀螺儀已成為船用通導設備中的新成員，在商用和軍用船舶及船用設備中得到應用。基于捷聯式慣導系統的光纖陀螺儀羅經其旋轉軸與船舶坐標系的三個軸相對應，它不僅可以作為高精度航向的信息源,實現自動找北、指北，而且還可以得出航向回轉速率、橫、縱搖角度和航向的旋轉速率等可靠數據，進一步推動船舶的自動化發展，保證了船舶的操縱效果和保證航行安全。

航天及空間方面的應用。在航天和空間應用方面一般都采用高精度的干涉型光纖陀螺。IFOG為主要慣性元件的捷聯慣導系統,可為飛機提供三維角速度、位置以及攻角和側滑角，實現火箭升空發射的跟蹤和測定，也可用于空間飛行器穩定、攝影/測繪、姿態測量控制、運動補償、EO/FLIR穩定、導航及飛控等，其中高精度、可靠性高的光纖陀螺與GPS組合定姿已成為國內外航天器定姿系統的典型構型。

民用方面的應用。在民用領域主要側重于中低精度光纖陀螺的應用，主要應用有：地面車輛的自動導航、定位定向、車輛控制;對農用飛機姿態控制，進行播種、噴灑農藥;在地下工程維護中,尋找損壞的電力線、管道和通信光(電)纜位置的定位工具和搶救工具;用于大地測量、礦物勘采、石油勘察、石油鉆井導向、隧道施工等的定位和路徑勘測，以及利用光纖陀螺轉動角和線位移實現大壩測斜等。

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  2022-2027年中國光纖陀螺儀行業市場調查與投資建議分析報告

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