一、陀螺儀是什么裝置

陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置，其他原理制成的角運動檢測裝置，但起同樣功能的也稱陀螺儀。

從力學的(de)(de)觀點近(jin)似的(de)(de)分析陀(tuo)螺的(de)(de)運(yun)動時(shi)，可(ke)以把(ba)它看成是(shi)(shi)一(yi)個剛體，剛體上有(you)(you)一(yi)個萬向支點，而陀(tuo)螺可(ke)以繞(rao)著這個支點作(zuo)三(san)個自由度的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動，所(suo)以陀(tuo)螺的(de)(de)運(yun)動是(shi)(shi)屬(shu)于剛體繞(rao)一(yi)個定點的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動運(yun)動。更確切地說(shuo)，一(yi)個繞(rao)對稱軸高速旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)飛輪轉(zhuan)(zhuan)子叫陀(tuo)螺。將陀(tuo)螺安裝(zhuang)在(zai)框架裝(zhuang)置上，使(shi)陀(tuo)螺的(de)(de)自轉(zhuan)(zhuan)軸有(you)(you)角轉(zhuan)(zhuan)動的(de)(de)自由度，這種裝(zhuang)置的(de)(de)總體叫做(zuo)陀(tuo)螺儀。

二、陀螺儀有什么用

陀(tuo)螺(luo)儀(yi)作為一種角運動檢測裝置(zhi)，其應用(yong)相當廣(guang)泛，陀(tuo)螺(luo)儀(yi)的作用(yong)主要有：

1、導航

陀(tuo)螺(luo)儀自(zi)(zi)被發明(ming)開(kai)始就用(yong)于導航，如果(guo)配合GPS，手機(ji)的導航定(ding)(ding)位(wei)(wei)能力將大大提(ti)升，如手機(ji)GPS定(ding)(ding)位(wei)(wei)導航、衛星三軸陀(tuo)螺(luo)儀定(ding)(ding)位(wei)(wei)等，陀(tuo)螺(luo)儀不僅可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)指示(shi)儀表，而更重要的是它可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)自(zi)(zi)動控制(zhi)系統(tong)中的一個敏感(gan)元件，即(ji)可(ke)作(zuo)為(wei)信(xin)號(hao)傳感(gan)器，根據需要，陀(tuo)螺(luo)儀器能提(ti)供準(zhun)確的方位(wei)(wei)、水(shui)平、位(wei)(wei)置、速度(du)和加速度(du)等信(xin)號(hao)。

2、穩定

陀(tuo)螺(luo)儀(yi)作(zuo)為穩定(ding)(ding)器，能使(shi)列車在單軌(gui)上行(xing)駛，能減小船舶在風(feng)浪中的(de)搖擺，能使(shi)安(an)裝(zhuang)在飛機或衛(wei)星上的(de)照(zhao)相機相對地面穩定(ding)(ding)，配(pei)合手機的(de)攝像頭(tou)，在拍(pai)照(zhao)時的(de)維(wei)持圖像的(de)穩定(ding)(ding)，防止(zhi)由于手的(de)抖動(dong)對拍(pai)照(zhao)質(zhi)量的(de)影響等。

3、測量

作(zuo)為(wei)精密測試儀器(qi)，陀螺儀器(qi)能(neng)夠(gou)為(wei)地(di)面設施、礦山(shan)隧道、地(di)下鐵路、石油鉆探(tan)以及(ji)導彈(dan)發射井等提供準(zhun)(zhun)確的方位基準(zhun)(zhun)。

4、平衡

平衡車(che)之所以能平衡，離不開陀(tuo)螺(luo)(luo)儀，現在(zai)的電動獨輪車(che)里面的陀(tuo)螺(luo)(luo)儀也是(shi)(shi)一個電子元器件了，平衡車(che)是(shi)(shi)靠(kao)電機驅動的，采(cai)用陀(tuo)螺(luo)(luo)儀與(yu)驅動電路(lu)控制保持不倒。

5、游戲傳感

陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀在(zai)手(shou)機(ji)方面，應(ying)用比較廣泛的(de)還是作為游(you)(you)戲(xi)傳感(gan)器使(shi)用，比如飛行游(you)(you)戲(xi)，體育類游(you)(you)戲(xi)，甚至包括一些(xie)第一視(shi)角類射(she)擊游(you)(you)戲(xi)，陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀完整監測(ce)游(you)(you)戲(xi)者手(shou)的(de)位移，從而實現各種游(you)(you)戲(xi)操作效果。

6、用作輸入設備

陀螺(luo)儀相(xiang)當(dang)于一(yi)個(ge)立體的(de)(de)鼠標，通過小幅度的(de)(de)傾(qing)斜，偏轉手機(ji)，實(shi)現菜單(dan)，目錄的(de)(de)選擇和操作的(de)(de)執行(xing)。（比(bi)如前(qian)后(hou)傾(qing)斜手機(ji)，實(shi)現通訊錄條目的(de)(de)上下滾動(dong)；左右(you)傾(qing)斜手機(ji)，實(shi)現瀏覽頁(ye)面的(de)(de)左右(you)移動(dong)或者頁(ye)面的(de)(de)放(fang)大或縮小。）

三、陀螺儀的應用實例

1、隧道中心線測量

在(zai)隧道(dao)等挖掘工程中(zhong)(zhong)，坑內的(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)線測(ce)量(liang)一般采用難以(yi)保證精度的(de)(de)長距(ju)離導線。特(te)別是進行(xing)盾構挖掘的(de)(de)情況(kuang)，從立坑的(de)(de)短基準中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)線出(chu)發必須有很(hen)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)測(ce)角精度和移站(zhan)精度，測(ce)量(liang)中(zhong)(zhong)還要經常進行(xing)地(di)面和地(di)下的(de)(de)對應檢查，以(yi)確保測(ce)量(liang)的(de)(de)精度。特(te)別是在(zai)密集的(de)(de)城市地(di)區，不可(ke)能進行(xing)過多的(de)(de)檢測(ce)作(zuo)業(ye)而遇(yu)到(dao)困難。如果使用陀螺經緯儀可(ke)以(yi)得(de)到(dao)絕對高(gao)(gao)(gao)精度的(de)(de)方位(wei)基準，而且可(ke)減少耗費很(hen)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)檢測(ce)作(zuo)業(ye)（檢查點最少），是一種效率很(hen)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)線測(ce)量(liang)方法。

2、通視障礙時的方向角獲取

當有通視障礙，不能從已知點取得方向角時，可以采用天文測量或陀螺經緯儀測量的方法獲取方向角（根據建設省測量規范）。與天文測量比較，陀螺儀測量(liang)的方(fang)法有很(hen)多(duo)優越(yue)性：對天氣(qi)的依賴少、云的多(duo)少無(wu)(wu)關、無(wu)(wu)須(xu)復雜(za)的天文計算、在現場可以得到任意測線的方(fang)向角而容易計算閉(bi)合差。

3、日影計算所需的真北測定

在城市(shi)或(huo)近郊地區對高(gao)層建(jian)筑(zhu)有日照或(huo)日影(ying)(ying)條件的(de)高(gao)度(du)限制。在建(jian)筑(zhu)申請時，要(yao)附(fu)加日影(ying)(ying)圖。此日影(ying)(ying)圖是指，在冬至的(de)真(zhen)太(tai)陽時的(de)8點到(dao)16點為基準，進行為了計(ji)算、圖面繪(hui)制所(suo)需要(yao)的(de)高(gao)精(jing)度(du)真(zhen)北方向測(ce)定(ding)。使用陀螺經緯儀(yi)測(ce)量可以獲得不受天氣、時間影(ying)(ying)響的(de)真(zhen)北測(ce)量。