陀螺儀在車(chē)載導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用

車(chē)載導(dǎo)航是通過(guò)接受GPS衛(wèi)星信號(hào)定位成功后，確定目標(biāo)再根據(jù)導(dǎo)航軟件自帶數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃路線(xiàn)，然后進(jìn)行導(dǎo)航。因?yàn)镚PS需要車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)在同步衛(wèi)星的直接視線(xiàn)之內(nèi)才能工作，所以隧道、橋梁、或是高層建筑物都會(huì)擋住這直接視線(xiàn)，使得導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)法工作。

再者，導(dǎo)航系統(tǒng)是利用三角、幾何的法則來(lái)計(jì)算汽車(chē)位置的，所以汽車(chē)至少要同時(shí)在三個(gè)同步衛(wèi)星的視線(xiàn)之下，才能確定位置。在導(dǎo)航系統(tǒng)直接視線(xiàn)范圍內(nèi)的同步衛(wèi)星越多，定位就越準(zhǔn)確。

當(dāng)然，大多數(shù)的同步衛(wèi)星都是在人口密集的大都市的上空，所以當(dāng)你遠(yuǎn)離城區(qū)時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)的效果就不會(huì)太好了甚至根本就不能工作。這就是所謂的“導(dǎo)航盲區(qū)”。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，有導(dǎo)航廠(chǎng)商尋找到了解決之道，而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航的奧妙在于一個(gè)小東西——陀螺儀。

當(dāng)陀螺儀應(yīng)用到車(chē)載導(dǎo)航上，便大幅度提升了導(dǎo)航的精準(zhǔn)度，它的作用體現(xiàn)在：

1、陀螺儀能在GPS信號(hào)不好時(shí)能繼續(xù)發(fā)揮導(dǎo)航的作用并修正GPS定位不準(zhǔn)的問(wèn)題

在GPS信號(hào)不好時(shí)，陀螺儀可根據(jù)已獲知的方位、方向和速度來(lái)繼續(xù)進(jìn)行精確導(dǎo)航，這也是慣性導(dǎo)航技術(shù)的基本原理。同時(shí)也可修正GPS信號(hào)不好時(shí)定位偏差過(guò)大的問(wèn)題。

2、陀螺儀能比GPS提供更靈敏準(zhǔn)確的方向和速度

GPS是無(wú)法即時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)子速度和方向的改變的，要等跑了一段距離之后才能測(cè)出，因此當(dāng)你車(chē)子在非導(dǎo)航情況下轉(zhuǎn)變了方向后，就會(huì)出現(xiàn)小陳那樣的狀況，導(dǎo)航就無(wú)法辨識(shí)你車(chē)子的轉(zhuǎn)向，結(jié)果把方向?qū)уe(cuò)了。而陀螺儀能夠在方向和速度改變的瞬間即時(shí)測(cè)出，從而能讓導(dǎo)航軟件及時(shí)的修改導(dǎo)航路線(xiàn)

3、陀螺儀在上立交橋時(shí)更靈敏準(zhǔn)確的識(shí)別

民用GPS的精度是無(wú)法識(shí)別上沒(méi)上立交橋的，而陀螺儀卻可測(cè)出車(chē)子是否向上移動(dòng)了，從而能讓導(dǎo)航軟件及時(shí)的修改導(dǎo)航路線(xiàn)。依靠GPS衛(wèi)星的信號(hào)導(dǎo)航和陀螺儀的慣性導(dǎo)航，有效提高了導(dǎo)航精準(zhǔn)度，即使在失去GPS信號(hào)后，系統(tǒng)仍能通過(guò)自主推算來(lái)繼續(xù)導(dǎo)航，為車(chē)主提供準(zhǔn)確的行駛指示。

陀螺儀在無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)是其最主要的組成部分之一，而姿態(tài)的穩(wěn)定控制，則是對(duì)無(wú)人機(jī)順利執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)的有效方法。在目前的無(wú)人機(jī)實(shí)際制造與應(yīng)用中，有的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品是基于三軸陀螺儀和傾角傳感器，來(lái)構(gòu)成全姿態(tài)增穩(wěn)控制系統(tǒng)的。

無(wú)人機(jī)姿態(tài)增穩(wěn)控制屬于內(nèi)回路控制，它包括姿態(tài)保持與控制、速度控制等模式。內(nèi)回路控制是在以三軸陀螺儀和傾角傳感器獲取無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)升降舵、方向舵的控制，完成飛行姿態(tài)的穩(wěn)定與控制。

其中，三軸陀螺儀主要用來(lái)測(cè)量無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中俯仰角、橫滾角和偏航角的角速度，并根據(jù)角速度積分計(jì)算角度的改變。而一般采用雙軸傾角傳感器，與三軸陀螺儀構(gòu)成全姿態(tài)增穩(wěn)控制回路。

陀螺儀測(cè)量得到的角速度信息用作增穩(wěn)反饋控制，使飛機(jī)操縱起來(lái)變的更“遲鈍”一些，從而利用傾角傳感器測(cè)得飛機(jī)橫滾角和俯仰角。然后將陀螺儀測(cè)得的角速率信息和傾角傳感器測(cè)得的姿態(tài)角進(jìn)行捷聯(lián)運(yùn)算，得到融合后的姿態(tài)信息。這種較為復(fù)雜的捷聯(lián)算法，能夠使姿態(tài)精度得到很大提高。