高精度陀螺仪衡量标准
陀螺定向方法和精度评定
陀螺逆转点法定向及精度评定摘要隧道或井巷工程测量导线布设的形式因受巷道形状的制约，若单纯采用改变导线布设形式或提高测角次数与精度等方法，往往难以满足工程施工对于测量的精度要求。
陀螺经纬仪是测量井下导线边方位角、提高测量精度的重要仪器。
尤其是在贯通测量中陀螺经纬仪的应用非常广泛。
贯通测量是一项十分重要的测量工作,必须严格按照设计要求进行。
巷道贯通后,其接合处的偏差不能超过一定限度,否则就会给采矿工程带来不利影响,甚至造成很大的损失。
本文对陀螺经纬仪工作原理介绍，以及陀螺经纬仪在贯通测量中的精度评定。
陀螺经纬仪在不同领域的贯通测量工作中运用实例的分析，总结出在贯通测量导线加测陀螺定向边的最佳位置。
关键词：陀螺定向，贯通测量，陀螺经纬仪，精度评定ABSTRACTTunnel or shaft engineering measurement wires for the form of roadway, if simple shape by changing arrangement forms or improve wires and precision Angle measurement methods, and often difficult to satisfy the measurement accuracy for engineering construction. Gyro theodolite is measured in wire edge Angle, improve the measuring precision instruments. Especially in the measurement of the photoelectric theodolite gyro breakthrough is used extensively. Through measurement is a very important measurement work, must strictly according to the design requirements. The roadway expedite, its joint deviation cannot exceed a certain limit, otherwise they will be detrimental to the mining project, and even cause great losses. This paper introduces working principle of gyro theodolite, as well as the breakthrough in the measurement of the gyro theodolite accuracy assess. Gyro theodolite in different fieldsof the measurement of the examples, this paper leads in breakthrough measurement on the edge of the directional gyro adds the best position.Key words: directional gyro; through measurement; gyro theodolite; Accuracy Assessment目录1 绪论 (1)1.1陀螺定向的研究现状 (1)1.2研究陀螺定向的目的 (1)1.3陀螺定向的应用领域及发展趋势 (2)2 陀螺经纬仪定向测量原理与方法 (3)2.1陀螺经纬仪的类型与结构 (3)2.1.1 陀螺经纬仪定向的优点及应用领域 (3)2.1.2 陀螺经纬仪的基本结构 (3)2.1.3 陀螺经纬仪的类型 (4)2.2陀螺经纬仪定向的基本步骤 (5)2.3跟踪逆转点法测定陀螺方位角的作业过程 (7)2.3.1 陀螺仪悬带零位观测 (7)2.3.2 粗略定向 (8)2.3.3 精密定向 (9)3 陀螺定向的误差分析 (13)3.1陀螺定向的误差来源 (13)3.2陀螺定向在贯通测量中的精度评定 (14)3.2.1 陀螺方位角一次测定中误差 (14)3..2.2 一次定向中误差 (14)3.3陀螺定向在贯通测量中导线的平差 (15)3.3.1 具有两条陀螺定向边导线的平差 (15)3.3.2 具有三条陀螺定向边导线的平差 (17)4 陀螺定向在贯通测量中的应用实例分析 (20)4.1陀螺定向在道路贯通测量中的应用实例分析 (20)4.1.1 工程概况 (20)4.1.2 陀螺定向技术 (20)4.1.3 精度评定 (22)4.1.4 工程分析 (23)4.2陀螺定向在矿山贯通测量中的应用实例分析 (24)4.2.1 工程概况 (24)4.2.2 陀螺定向技术 (24)4.2.3 精度评定 (26)4.2.4 工程分析 (27)4.3陀螺定向在水利贯通测量中的应用实例分析 (27)4.3.1项目概况 (27)4.3.2 陀螺定向技术 (28)4.3.3 陀螺定向精度评定 (29)4.3.4 坐标解算及成果对比分析 (30)4.3.5 工程分析 (35)5 结论 (38)参考文献 (39)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
光纤陀螺仪指标 国军标
光纤陀螺仪测试方法1范围本标准规定了作为姿态控制系统、角位移测量系统和角速度测量系统中敏感器使用的单轴干涉性光纤陀螺仪（以下简称光纤陀螺仪）的性能测试方法。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB321-1980优先数和优先系数CB998低压电器基本实验方法GJB585A-1998惯性技术术语GJB151军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求3术语、定义和符号GJB585A-1998确立的以及下列术语、定义和符号适用于本标准。
3.1术语和定义3.1.1干涉型光纤陀螺仪interferometric fiber optic gyroscope仪萨格奈克（Sagnac）效应为基础，由光纤环圈构成的干涉仪型角速度测量装置。
当绕其光纤环圈等效平面的垂线旋转时，在环圈中以相反方向传输出的两束相干光间产生相位差，其大小正比于该装置相对于惯性空间的旋转角速度，通过检测输出光干涉强度即反映出角速度的变化。
3.1.2陀螺输入轴input axis of gyro垂直于光纤环圈等效平面的轴。
当光纤陀螺仪绕该轴有旋转角速度输入时，产生光纤环圈相对于惯性空间输入角速度的输出信号。
3.1.3标度因数非线性度scale factor nonlinearity在输入角速度范围内，光纤陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合直线的最大偏差值与最大输出量之比。
3.1.4零偏稳定性bias stability当输入角速度为零时，衡量光纤陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。
以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速度表示，也可称为零漂。
3.1.5零偏重复性bias repeatability在同样条件下及规定间隔时间内，多次通电过程中，光纤陀螺仪零偏相对其均值的离散程度。
高精度信号发生校验仪技术指标
高精度信号发生校验仪技术指标
高精度信号发生校验仪技术指标如下：
1.测量范围：100MHz~18GHz，灵敏度足以满足高精度信号的校验要求。
2.精度：通常小于0.5dB，对于需要更高精度的测试，可使用定标技术实现更高的精度。
3.稳定性：温度稳定性小于0.005dB/℃，保证在不同温度环境下测试结果的准确性和一致性。
4.输入/输出接口：支持多种输入/输出接口，如N型、SMA型等，能够适配大多数测试设备。
5.自动化程度：具备自动化测试功能，能够自动进行测试、结果处理和报告输出等操作，提高测试效率和准确性。
6.外形设计：紧凑轻便，易于携带和操作，适合现场测试使用。
7.其他：支持多种测试模式，如连续波、脉冲等，具有快速响应时间和高信噪比等特点。
imu gyro bias 标准
IMU（惯性测量单元）是一种用于测量物体的加速度和角速度的设备。
其中，陀螺仪（gyro）是一种用于测量角速度的传感器，它通过测量物体围绕其自身轴的旋转速度来感知运动状态。
而IMU gyro bias标准则是对IMU陀螺仪偏差的规定和标准。
IMU gyro bias标准对于保证IMU测量结果的精确性和准确性至关重要。
在实际应用中，由于制造和环境因素的影响，IMU陀螺仪往往会存在一定的偏差，即gyro bias。
这种偏差会对IMU测量结果产生影响，甚至在某些情况下会导致误差累积，影响导航、定位和姿态控制等应用的准确性和稳定性。
针对IMU gyro bias标准，首先需要对陀螺仪偏差进行全面评估和分析。
对于单个陀螺仪而言，其偏差受到温度、加速度、震动等因素的影响。
除了对偏差本身进行评估外，还需要考虑偏差随时间和环境变化的情况，以便制定合理的校准和补偿策略。
IMU gyro bias标准需要明确定义和规定陀螺仪偏差的允许范围和准确度要求。
不同的应用领域对IMU测量结果的精度要求不同，因此需要根据实际应用场景来制定相应的标准，以保证IMU在特定环境下的准确性和稳定性。
另外，在撰写文章时，还需要就如何根据IMU gyro bias标准来选择和应用合适的陀螺仪进行探讨。
在实际应用中，不同品牌、型号的陀螺仪其偏差特性可能存在差异，因此需要根据标准要求来选择合适的设备，并对其进行定期校准和检验，以保证其测量结果的可靠性和准确性。
从个人观点来看，IMU gyro bias标准的制定和应用对于推动惯性测量技术的发展和应用具有重要意义。
随着无人驾驶、智能导航、运动追踪等领域的快速发展，对IMU测量结果的精确性和稳定性要求越来越高，而IMU gyro bias标准的制定能够为相关技术和应用提供规范和指导，促进行业的发展和进步。
IMU gyro bias标准是保证IMU测量结果准确性和稳定性的关键，它需要对陀螺仪偏差进行全面评估和分析，并根据实际应用制定相应的标准和要求。
陀螺定向方法和精度评定
陀螺逆转点法定向及精度评定摘要隧道或井巷工程测量导线布设的形式因受巷道形状的制约，假设单纯采用改变导线布设形式或提高测角次数与精度等方法，往往难以满足工程施工对于测量的精度要求。
陀螺经纬仪是测量井下导线边方位角、提高测量精度的重要仪器。
尤其是在贯穿测量中陀螺经纬仪的应用非常广泛。
贯穿测量是一项十分重要的测量工作,必须严格按照设计要求进行。
巷道贯穿后,其接合处的偏差不能超过一定限度,否那么就会给采矿工程带来不利影响,甚至造成很大的损失。
本文对陀螺经纬仪工作原理介绍，以及陀螺经纬仪在贯穿测量中的精度评定。
陀螺经纬仪在不同领域的贯穿测量工作中运用实例的分析，总结出在贯穿测量导线加测陀螺定向边的最正确位置。
关键词：陀螺定向，贯穿测量，陀螺经纬仪，精度评定ABSTRACTTunnel or shaft engineering measurement wires for the form of roadway, if simple shape by changing arrangement forms or improve wires and precision Angle measurement methods, and often difficult to satisfy the measurement accuracy for engineering construction. Gyro theodolite is measured in wire edge Angle, improve the measuring precision instruments. Especially in the measurement of the photoelectric theodolite gyro breakthrough is used extensively. Through measurement is a very important measurement work, must strictly according to the design requirements. The roadway expedite, its joint deviation cannot exceed a certain limit, otherwise they will be detrimental to the mining project, and even cause great losses. This paper introduces working principle of gyro theodolite, as well as the breakthrough in the measurement of the gyro theodolite accuracy assess. Gyro theodolite in different fieldsof the measurement of the examples, this paper leads in breakthrough measurement on the edge of the directional gyro adds the best position.Key words: directional gyro; through measurement; gyro theodolite; Accuracy Assessment目录1 绪论 (1)1.1陀螺定向的研究现状 (1)1.2研究陀螺定向的目的 (1)1.3陀螺定向的应用领域及开展趋势 (2)2 陀螺经纬仪定向测量原理与方法 (3)2.1陀螺经纬仪的类型与结构 (3)2.1.1 陀螺经纬仪定向的优点及应用领域 (3)2.1.2 陀螺经纬仪的根本结构 (3)2.1.3 陀螺经纬仪的类型 (4)2.2陀螺经纬仪定向的根本步骤 (5)2.3跟踪逆转点法测定陀螺方位角的作业过程 (7)2.3.1 陀螺仪悬带零位观测 (7)2.3.2 粗略定向 (8)2.3.3 精密定向 (9)3 陀螺定向的误差分析 (13)3.1陀螺定向的误差来源 (13)3.2陀螺定向在贯穿测量中的精度评定 (14)3.2.1 陀螺方位角一次测定中误差 (14)3..2.2 一次定向中误差 (14)3.3陀螺定向在贯穿测量中导线的平差 (15)3.3.1 具有两条陀螺定向边导线的平差 (15)3.3.2 具有三条陀螺定向边导线的平差 (17)4 陀螺定向在贯穿测量中的应用实例分析 (20)4.1陀螺定向在道路贯穿测量中的应用实例分析 (20)4.1.1 工程概况 (20)4.1.2 陀螺定向技术 (20)4.1.3 精度评定 (22)4.1.4 工程分析 (23)4.2陀螺定向在矿山贯穿测量中的应用实例分析 (24)4.2.1 工程概况 (24)4.2.2 陀螺定向技术 (24)4.2.3 精度评定 (26)4.2.4 工程分析 (27)4.3陀螺定向在水利贯穿测量中的应用实例分析 (27)4.3.1工程概况 (27)4.3.2 陀螺定向技术 (28)4.3.3 陀螺定向精度评定 (29)4.3.4 坐标解算及成果比照分析 (30)4.3.5 工程分析 (35)5 结论 (38)参考文献 (39)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
陀螺寻北仪原理(精度影响因素及技术参数)
式（18）
式（17）
0.6 0.4 0.2 0 -0.2 0 -0.4 -0.6
误差/度
60
120
180
240
300
360
方位角/度
图8
仿真条件：纬度为 20 度； 在两个采样周期（3 分钟）内的陀螺 x 轴漂移为+0.05，y 轴漂移+0.05; 俯仰角和横滚角分别为 5； 仿真结果见图 9
225
270
315
360
图6 3．3 纬度误差对寻北精度的影响 仿真条件：纬度为 40 度； 纬度误差为：0.1 俯仰角和横滚角分别为 5； 计算公式（17）式。
北京七维航测科技股份有限公司 地址：海淀区西北旺镇永捷南路 2 号院 2 号楼
北京七维航测科技股份有限公司
Beijing SDi Science&Technology Co.,Ltd.
附录：寻北仪主程序框图 GPS 加电
查询导航计算机
发送 GPS 数据 N
Y
寻 北 仪 加
接收 GPS 数据
给陀螺和加速度计发出启动指令
寻北仪自检
接收导航计算机初始参数
接收 GPS 数据 N 寻北开始？ Y
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地理坐标系： 取东为 Xg 轴的正方向， 北为 Y g 轴的正方向， 铅垂轴向上为 Z 轴的正方向， 原点为寻北仪的质心。 陀螺和加速度计的安装方式见图 1 和图 2
陀螺仪
VBOX 三轴向测量单元——陀螺仪
综述
RLVBIMU 01（陀螺仪）是一个先进的惯性测量传感器，包括三个加速度计和三个转向角速度传感器。
当它和VBOX数据采集系统结合使用的时候，可以提供比如车辆倾斜角，俯仰角和横摆角等数据。
内部的每个传感器使用24位同步采样，从而达到了一个非常高的精度。
横摆角速度分辨率优于0.1°/s，加速度的分辨率优于0.002g。
RLVBIMU 01被设计用来和Racelogic VBOX的GPS数据采集系统系列配套使用，或者作为一个独立的传感器通过CAN总线接口连接和设置使用。
特点：
1．角速度范围：±150°/s
2．加速度范围：±1.7g（每轴向）
3．内部温度补偿
4．角速度分辨率：0.1°/s
5．加速度分辨率：1mg
6．CAN总线接口
规格：
输出通道数：7
通道名称：俯仰角速度，测倾角速度，横摆角速度，X方向加速度，Y方向加速度，Z方向加速度，温度
电压：直流6—18V
工作温度：-30—+70°C 尺寸：
Lemo口连接：。
光纤陀螺仪指标(国军标)1资料
光纤陀螺仪测试方法1范围本标准规定了作为姿态控制系统、角位移测量系统和角速度测量系统中敏感器使用的单轴干涉性光纤陀螺仪（以下简称光纤陀螺仪）的性能测试方法。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB321-1980优先数和优先系数CB998低压电器基本实验方法GJB585A-1998惯性技术术语GJB151军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求3术语、定义和符号GJB585A-1998确立的以及下列术语、定义和符号适用于本标准。
3.1术语和定义3.1.1干涉型光纤陀螺仪interferometric fiber optic gyroscope仪萨格奈克（Sagnac）效应为基础，由光纤环圈构成的干涉仪型角速度测量装置。
当绕其光纤环圈等效平面的垂线旋转时，在环圈中以相反方向传输出的两束相干光间产生相位差，其大小正比于该装置相对于惯性空间的旋转角速度，通过检测输出光干涉强度即反映出角速度的变化。
3.1.2陀螺输入轴input axis of gyro垂直于光纤环圈等效平面的轴。
当光纤陀螺仪绕该轴有旋转角速度输入时，产生光纤环圈相对于惯性空间输入角速度的输出信号。
3.1.3标度因数非线性度scale factor nonlinearity在输入角速度范围内，光纤陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合直线的最大偏差值与最大输出量之比。
3.1.4零偏稳定性bias stability当输入角速度为零时，衡量光纤陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。
以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速度表示，也可称为零漂。
3.1.5零偏重复性bias repeatability在同样条件下及规定间隔时间内，多次通电过程中，光纤陀螺仪零偏相对其均值的离散程度。
MEMS陀螺仪的简要介绍
MEMS陀螺仪的简要介绍MEMS陀螺仪（Micro-Electro-Mechanical System gyroscope）是一种基于微机电系统技术的陀螺仪，具有小尺寸、低功耗、高灵敏度等特点。
它广泛应用于无人机、手机、平衡车等设备中，用于测量角速度和方向。
首先，我们来看一下MEMS陀螺仪的性能参数。
主要包括灵敏度、测量范围、精确度和稳定性。
1.灵敏度：指陀螺仪对角速度变化的感知程度，通常以每秒多少度/秒来表示。
灵敏度越高，陀螺仪对角速度变化的检测越精准。
2.测量范围：指陀螺仪能够测量的角速度的最大值和最小值。
通常以度/秒为单位，在不同应用场景下需根据需求选择合适的测量范围。
3.精确度：指陀螺仪测量结果与真实值之间的偏差。
精确度越高，陀螺仪的测量结果越接近真实值。
4.稳定性：指陀螺仪在长时间使用过程中保持测量精度的能力。
稳定性包括零漂、温漂等参数，可通过校准等方法来提高。
1.姿态控制：MEMS陀螺仪被广泛应用于飞行器、导航设备等需要进行姿态控制的设备中。
通过测量角速度变化，可以帮助设备实时检测自身的姿态，从而进行调整和控制。
2.稳定平台：MEMS陀螺仪可以用于制作稳定平台，如相机防抖系统。
通过补偿相机的晃动，可以提高拍摄的稳定性和图像质量。
3.导航定位：MEMS陀螺仪可以与其他传感器（如加速度计、磁力计）结合使用，用于导航和定位应用。
通过测量角速度和加速度，可以估计设备的位置和方向。
4.虚拟现实和增强现实：MEMS陀螺仪可以用于虚拟现实和增强现实设备中，如头戴式显示器和手持设备。
通过检测用户头部的旋转动作，可以实现对虚拟场景的观察和交互。
5.运动追踪：MEMS陀螺仪可以用于运动追踪设备中，如运动手柄和运动传感器。
通过测量角速度和加速度，可以捕捉用户的运动，实现与设备的交互。
综上所述，MEMS陀螺仪是一种小尺寸、低功耗、高灵敏度的陀螺仪，广泛应用于姿态控制、稳定平台、导航定位、虚拟现实和运动追踪等领域。
光纤陀螺仪指标国军标
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4.2 测试设备 4.2.1 一般要求
测试设备的精度和频率特性应与光纤陀螺仪性能规范的要求相 匹配，测试设备的随机误差应小于光纤陀螺仪随即误差的 1 至 1 。测
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ij —第 j 个输入角速度，单位为度每小时（ / h ）； j —输入角速度，单位为度每小时（ / h ）； p ( ) —始于第 p 个数据电并含有 k 个数据的一个数组上的输出
角速度的数组平均；
2 ( ) —随机变量集合 p1,p , p 1,, n k 1 的方差。
注：光纤陀螺仪的输出单位为安培（ A ）、毫伏（ mV ）或脉冲数 等。
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5 测试项目与方法
5.1 概述 对本标准所列各测试项目，可根据需要，将若干测试设备相同，
测试程序详尽的项目统一进行测试，然后再按各项目相应的计算方法 对测试数据进行处理。 5.2 外观检查
光纤陀螺仪应通过外观和尺寸的检验，确认其是否有适当的标 识、表面光洁度，有无生产过程中的缺陷，是否符合产品的专用技术 条件的要求。 5.3 电气检查 5.3.1 绝缘电阻 5.3.1.1 测试目的
垂直于光纤环圈等效平面的轴。当光纤陀螺仪绕该轴有旋转角速 度输入时，产生光纤环圈相对于惯性空间输入角速度的输出信号。 3.1.3 标度因数非线性度 scale factor nonlinearity
在输入角速度范围内，光纤陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合 直线的最大偏差值与最大输出量之比。 3.1.4 零偏稳定性 bias stability
按右手螺旋定则以四指指向光纤陀螺仪旋转方向，拇指指向光纤 陀螺仪输入轴正方向。光纤陀螺仪绕其输入轴正向旋转时，其输出信 号为正。 4.1.5 光纤陀螺仪轴的规定
陀螺仪简介及MENS陀螺仪的误差分析
陀螺仪简介及MENS陀螺仪的误差分析什么是陀螺仪早在17世纪，在牛顿生活的年代，对于高速旋转刚体的力学问题已经有了比较深入的研究，奠定了机械框架式陀螺仪的理论基础。
1852年，法国物理学家傅科为了验证地球的自转，制造了最早的傅科陀螺仪，并正式提出了“陀螺”这个术语。
但是，由于当时制造工艺水平低，陀螺仪的误差很大，无法观察、验证地球的自转。
到了19世纪末20世纪初，电动机和滚珠轴承的发明，为制造高性能的陀螺仪提供了有力的物质条件。
同时，航海事业的发展推动陀螺仪进入了实用阶段。
在航海事业蓬勃发展的20世纪初期，德国探险家安休茨想乘潜艇到北极去探险，他于1904年制造出世界上第一个航海陀螺罗经，开辟了陀螺仪表在运动物体上指示方位的道路。
与此同时，德国科学家舒勒创造了“舒勒调谐理论”，这成为陀螺罗经和导航仪器的理论基础。
中国是世界文明发达最早的国家之一，在陀螺技术方面，我国也有很多发明创造。
比如在传统杂技艺术中表演的快速旋转的转碟节目，就是利用了高速旋转的刚体具有稳定性的特性。
在将高速旋转的刚体支承起来的万向架的应用方面，西汉末年，就有人创造了与现在万向支架原理完全相同的“卧褥香炉”。
这种香炉能“环转四周而炉体常平，可置被褥中”。
实际上是把这种香炉放在一个镂空的球内，用两个圆环架起来，利用互相垂直的转轴和香炉本身的质量，在球体做任意滚动时，香炉始终保持平稳，而不会倾洒。
随着航空事业的发展，到了20世纪30年代，航空气动陀螺地平仪、方向仪和转弯仪等已经被制造出来了。
在第二次世界大战末期，陀螺仪作为敏感元件被用于导弹的制导系统中。
特别是20世纪60年代以来，随着科学技术的发展，为了满足现代航空、航海特别是宇宙航行的新要求，相继出现了各种新型陀螺仪。
目前，陀螺仪正朝着超高精度、长寿命、小体积和低成本等方向发展。
那么，究竟什么是陀螺仪呢？传统的陀螺仪定义是：对称平衡的高速旋转刚体（指外力作用下没有形变的物体），用专门的悬挂装置支承起来，使旋转的刚体能绕着与自转轴不相重合（或不相平行）的另一条（或两条）轴转动的专门装置。
陀螺仪主要性能指标
常见的陀螺仪性能指标与解释零偏零偏，又称为零位漂移或零位偏移或零偏稳定性，也可简称零漂或漂移率，英文中称为drift或bias drift。
零偏应理解为陀螺仪的输出信号围绕其均值的起伏或波动，习惯上用标准差（σ）或均方根（RMS）表示，一般折算为等效输入角速率(°/ h)。
在角速度输入为零时，陀螺仪的输出是一条复合白噪声信号缓慢变化的曲线，曲线的峰-峰值就是零偏值（drift），如图2-6所示。
在整个性能指标集中，零偏是评价陀螺仪性能优劣的最重要指标。
分辨率陀螺仪中的分辨率是用白噪声定义的，如图2-6 中所示，可以用角随机游走来表示，可以简化为一定带宽下测得的零偏稳定性与监测带宽的平方根之比，其单位为((°)ℎ−1)√Hz⁄。
角度随机游走表征了长时间累积的角⁄，或简化为(°)√ℎ度误差。
角随机游动系数反映了陀螺在此处键入公式。
的研制水平，也反映了陀螺可检测的最小角速率能力，并间接反映了与光子、电子的散粒噪声效应所限定的检测极限的距离。
据此可推算出采用现有方案和元器件构成的陀螺是否还有提高性能的潜力。
标度因子标度因子是陀螺仪输出量与输入角速率变化的比值，通常用某一特定的直线斜率表示，该斜率是根据整个正(或负)输入角速率范围内测得的输入/输出数据，通过最小二乘法拟合求出的直线斜率。
对应于正输入和负输入有不同的刻度因子称为刻度因子不对称，其表明输入输出之间的斜率关系在零输入点不连续。
一般用刻度因子稳定性来衡量刻度因子存在的误差特性，它是指陀螺在不同输入角速率情况下能够通过标称刻度因子获得精确输出的能力。
非线性往往与刻度因子相关，是指由实际输入输出关系确定的实际刻度因子与标称刻度因子相比存在的非线性特征，有时还会采用线性度，其指陀螺输入输出曲线与标称直线的偏离程度，通常以满量程输出的百分比表示。
动态范围陀螺在正、反方向能检测到的输入角速率的最大值表示了陀螺的测量范围。
该最大值除以阀值即为陀螺的动态范围，该值越大表示陀螺敏感速率的能力越强。
陀螺仪主要性能指标
常见的陀螺仪性能指标与解释零偏零偏，又称为零位漂移或零位偏移或零偏稳定性，也可简称零漂或漂移率，英文中称为drift或bias drift。
零偏应理解为陀螺仪的输出信号围绕其均值的起伏或波动，习惯上用标准差（σ）或均方根（RMS）表示，一般折算为等效输入角速率(°/ h)。
在角速度输入为零时，陀螺仪的输出是一条复合白噪声信号缓慢变化的曲线，曲线的峰-峰值就是零偏值（drift），如图2-6所示。
在整个性能指标集中，零偏是评价陀螺仪性能优劣的最重要指标。
分辨率陀螺仪中的分辨率是用白噪声定义的，如图2-6 中所示，可以用角随机游走来表示，可以简化为一定带宽下测得的零偏稳定性与监测带宽的平方根之比，其单位为((°)ℎ−1)√Hz⁄。
角度随机游走表征了长时间累积的角⁄，或简化为(°)√ℎ度误差。
角随机游动系数反映了陀螺在此处键入公式。
的研制水平，也反映了陀螺可检测的最小角速率能力，并间接反映了与光子、电子的散粒噪声效应所限定的检测极限的距离。
据此可推算出采用现有方案和元器件构成的陀螺是否还有提高性能的潜力。
标度因子标度因子是陀螺仪输出量与输入角速率变化的比值，通常用某一特定的直线斜率表示，该斜率是根据整个正(或负)输入角速率围测得的输入/输出数据，通过最小二乘法拟合求出的直线斜率。
对应于正输入和负输入有不同的刻度因子称为刻度因子不对称，其表明输入输出之间的斜率关系在零输入点不连续。
一般用刻度因子稳定性来衡量刻度因子存在的误差特性，它是指陀螺在不同输入角速率情况下能够通过标称刻度因子获得精确输出的能力。
非线性往往与刻度因子相关，是指由实际输入输出关系确定的实际刻度因子与标称刻度因子相比存在的非线性特征，有时还会采用线性度，其指陀螺输入输出曲线与标称直线的偏离程度，通常以满量程输出的百分比表示。
动态围陀螺在正、反方向能检测到的输入角速率的最大值表示了陀螺的测量围。
该最大值除以阀值即为陀螺的动态围，该值越大表示陀螺敏感速率的能力越强。
陀螺仪
一、引言iPhone有一个独特的功能:当你旋转手机时,屏幕显示也会随之旋转,无论你把它颠过来还是倒过去,都可以看到正确的显示。
这种神奇功能的实现,得益于陀螺仪。
本文简要回顾陀螺仪的发展史,着重介绍光纤陀螺仪的工作原理和发展现状,并分析陀螺仪的发展前景。
二、陀螺仪的分类从陀螺仪的构成划分,可以将陀螺仪分为刚体转子陀螺仪和光学陀螺仪。
1.刚体转子陀螺仪。
传统的陀螺是指绕一个支点高速转动的刚体。
通常所说的陀螺是特指对称陀螺,它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体,其几何对称轴就是它的自转轴。
在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下,陀螺会在不停自转的同时,还绕着另一个固定的转轴不停地旋转,这就是陀螺的进动(precession),又称为回转效应(gyroscopiceffect)。
人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope)。
陀螺仪能够精确地确定运动物体方位的仪器,它是现代航空,航海,航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。
1852年法国科学家J.B.L.傅科制作了一套能显示地球转动的仪器,命名为陀螺仪。
1914年开始将陀螺仪作为惯性基准构成飞机的电动陀螺稳定装置。
从20年代起,陀螺仪广泛应用于各种运载体(如船舶、飞机等)上,成为各种运载体的自动控制、制导和导航系统中测定姿态、角速度、角加速度、方位的重要元件。
40年代,陀螺仪开始在早期导弹上作为制导系统的姿态基准。
但是直至50年代,陀螺仪在构造原理上改进不大,大体上仍沿袭傅科所制作的陀螺仪,测量精度不高。
上世纪50年代以后,陆续出现了陀螺仪转子的液浮、磁浮、动压气浮、静电悬浮以及挠性支承技术,使陀螺仪的构造得到很大改善,测量精度大大提高。
1975年激光陀螺仪研制成功,它不存在机械摩擦不受重力加速度的影响,承受振动的能力强,在飞机和导弹的惯性导航系统中得到广泛应用。
1976年提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,到八十年代以后,现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展,与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。
k8陀螺仪 参数
k8陀螺仪参数
摘要：
1.引言
2.K8 陀螺仪的尺寸和重量
3.K8 陀螺仪的灵敏度
4.K8 陀螺仪的零偏稳定性
5.K8 陀螺仪的角速度测量范围
6.K8 陀螺仪的电源电压和工作温度
7.总结
正文：
K8 陀螺仪是一种微机械陀螺仪，具有许多出色的参数。
首先，K8 陀螺仪的尺寸为8mm x 8mm x 3mm，非常小巧，可以轻松集成到各种设备中。
其重量仅为0.02 克，也非常轻巧，不会对设备造成额外负担。
K8 陀螺仪的灵敏度为0.01°/√Hz，可以准确测量角速度，适用于需要高精度角速度测量的应用。
此外，K8 陀螺仪的零偏稳定性为0.01°/小时，可以长时间保持稳定测量。
K8 陀螺仪的角速度测量范围为±2000°/秒，可以满足大多数角速度测量的需求。
同时，K8 陀螺仪的电源电压范围为2.5V 至5.5V，适用于不同电压要求的设备。
K8 陀螺仪的工作温度范围为-40°C 至+85°C，可以在各种环境下稳定工作。
这使得K8 陀螺仪成为各种应用的理想选择，如航空航天、汽车、工业
自动化和消费电子等领域。
陀螺仪精度指标
陀螺仪精度指标陀螺仪是一种用于测量旋转和角速度的仪器，广泛应用于飞行器、导航仪、惯性导航仪等领域。
其精度指标是衡量其性能的重要标准之一，下面将详细介绍陀螺仪精度指标的相关知识。
一、陀螺仪精度指标的含义陀螺仪精度指标是指陀螺仪所能提供的角速度测量精度，通常表现为零偏误差和随机误差。
零偏误差是指陀螺仪输出的零速度信号不为零所引起的误差，随机误差是指由于各种因素引起的测量误差，如温度变化、振动等。
陀螺仪精度指标越高，其输出的角速度信号越精确，从而提高了测量的准确性和可靠性。
二、陀螺仪精度指标的测试方法陀螺仪的精度指标一般通过试验方法进行测试。
最常用的方法是静态测试和动态测试，其中静态测试主要测试陀螺仪的零偏误差，而动态测试则主要测试陀螺仪的随机误差。
静态测试时，陀螺仪处于静止状态，接通电源后记录其输出的角速度信号，此时的信号即为零偏误差。
而动态测试时，陀螺仪处于旋转状态，记录其输出信号的变化，从中计算出其随机误差。
三、陀螺仪精度指标的影响因素陀螺仪的精度指标受多种因素影响，如温度变化、机械振动、电磁干扰等。
其中温度变化是影响陀螺仪精度的主要因素之一，在极端情况下，温度的变化甚至能影响陀螺仪的性能和寿命。
因此，陀螺仪的精度指标也会随着温度的变化而变化。
四、陀螺仪精度指标的应用范围陀螺仪精度指标广泛应用于飞行器、导航仪、惯性导航仪等领域。
在这些领域中，准确的角速度测量是非常关键的，因为任何微小的误差都可能导致航行偏离目标、甚至发生事故。
因此，选择合适的陀螺仪并对其精度指标进行充分测试，对于保障航行安全具有重要意义。
总之，陀螺仪精度指标是衡量陀螺仪性能的重要标准之一，其精度指标的高低与陀螺仪的性能和应用范围密切相关。
因此，在选择和使用陀螺仪时，需要对其精度指标进行充分了解和测试，以确保其能够满足具体的应用要求。
陀螺仪的选择
陀螺仪的选择：其机械性能是最重要的参数ADI公司Harvey Weinberg选择陀螺仪时，需要考虑将最大误差源最小化。
在大多数应用中，振动敏感度是最大的误差源。
其它参数可以轻松地通过校准或求取多个传感器的平均值来改善。
偏置稳定度是误差预算较小的分量之一。
浏览高性能陀螺仪数据手册时，多数系统设计师关注的第一个要素是偏置稳定度规格。
毕竟，它描述的是陀螺仪的分辨率下限，理所当然是反映陀螺仪性能的最正确指标！然而，实际的陀螺仪会因为多种原因而出现误差，使得用户无法获得数据手册中宣称的高偏置稳定度。
确实，可能只有在实验室内才能获得那么高的性能。
传统方法是借助补偿来最大程度地降低这些误差源的影响。
本文将讨论多种此类技术及其局限性。
最后，我们将讨论另一种可选范式——根据机械性能选择陀螺仪，以及必要时如何提高其偏置稳定度。
环境误差所有中低价位的MEMS陀螺仪都有一定的时间-零点偏置和比例因子误差，此外还会随温度而发生一定的变化。
因此，对陀螺仪进行温度补偿是很常见的做法。
一般而言，陀螺仪集成温度传感器的目的就在于此。
温度传感器的绝对精度并不重要，重要的是可重复性以及温度传感器与陀螺仪实际温度的紧密耦合。
现代陀螺仪的温度传感器几乎毫不费力就能到达这些要求。
许多技术可以用于温度补偿，如多项式曲线拟合、分段线性近似等。
只要记录了足够数量的温度点，并且在校准过程中采取了充分的措施，那么具体使用何种技术是无关紧要的。
例如，在每个温度的放置时间不足是一个常见的误差源。
然而，无论采用何种技术，无论有多细心，温度迟滞——即通过冷却与通过加热到达某一特定温度时的输出之差——都将是限制因素。
图1所示为陀螺仪ADXRS453的温度迟滞环路。
温度从+25℃变为+130℃，再变为–45℃，最后回到+25℃，与此同时记录未补偿陀螺仪的零点偏置测量结果。
加热周期与冷却周期中的+25℃零点偏置输出存在细微的差异〔本例中约为0.2°/s〕，这就是温度迟滞。
光纤陀螺仪指标及其相关定义
光纤陀螺仪指标及其相关定义发表日期:2008-10-24 作者：未知来源：未知1.陀螺输入轴 input axis of gyro垂直于光纤环圈等效平面的轴。
当光纤陀螺仪绕该轴有旋转角速度输入时，产生光纤环圈相对于惯性空间输入角速度的输出信号。
2. 标度因数非线性度 scale factor nonlinearity在输入角速度范围内，光纤陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合直线的最大偏差值与最大输出量之比。
3. 零偏稳定性 bias stability当输入角速度为零时，衡量光纤陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。
以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速度表示，也可称为零漂。
4. 零偏重复性 bias repeatability在同样条件下及规定间隔时间内，多次通电过程中，光纤陀螺仪零偏相对其均值的离散程度。
以多次测试所得零偏的标准偏差表示。
5. 零偏温度灵敏度 bias temperature sensitivity相对于室温零偏值，由温度变化引起光纤陀螺仪零偏变化量与温度变化量之比，一般取最大值表示。
6. 随机游走系数 random walk coefficient表征光纤陀螺仪中角速度输出白噪声大小的一项技术指标，它反映的是光纤陀螺仪输出的角速度积分（角度）随时间积累的不确定性（角度随机误差），因此也可称为角随机游走（ARW）。
7. 频带宽度 bandwidth光纤陀螺仪频率特性测试中，规定在测得的幅频特性中幅值降低3dB所对应的频率范围。
9.输出延迟时间 output delay time光纤陀螺仪信号输出相对于信号输入的延迟时间中与输入频率无关的部分。
10. 启动时间 turn-on time光纤陀螺仪在规定的工作条件下，从加电开始至达到规定性能所需要的时间。
11. 预热时间 warm-up time针对带温控的高精度光纤陀螺仪的一项技术指标，光纤陀螺仪在规定的工作条件下，从加电开始至达到规定性能所需要的时间。
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高精度陀螺仪衡量标准
关于高精度陀螺仪有两种方法，一种是民间询问得知误差1度-2度算高精度陀螺仪。
还有一种说法，陀螺仪根本不测量角度，什幺误差多少度都不是严谨的说法，陀螺仪的原始数据是角速度，单位弧度每秒，把iphone放桌子上原始数据在0.01～－0.01之间浮动，这个数据需要软件过滤，灵敏度高了就会出现－1。
几种高精度陀螺仪介绍
目前，陀螺仪技术正在由传统的机械转子陀螺向以光学陀螺仪为代表的新型陀螺仪转变，本文便简要为您介绍几种处在技术领域前沿的新型陀螺仪技术，希望能够帮您开阔视野。
了解到陀螺仪技术的最新进展。
我们知道，陀螺仪的基本原理是利用高速转子的惯性，即物体具有抗拒对其运动方向做任何改变的性质，这使得转子趋向于保持其转轴方向，然后用多种方法读出转轴所指示的方向，从而测量出角速度或者角运动。