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(cong)力學的(de)(de)(de)觀點近似的(de)(de)(de)分析陀(tuo)螺的(de)(de)(de)運(yun)(yun)動時，可以把(ba)它看成是一(yi)(yi)個(ge)(ge)剛(gang)體(ti)(ti)，剛(gang)體(ti)(ti)上有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)萬(wan)向(xiang)支點，而陀(tuo)螺可以繞著這(zhe)個(ge)(ge)支點作(zuo)三個(ge)(ge)自由(you)度的(de)(de)(de)轉動，所以陀(tuo)螺的(de)(de)(de)運(yun)(yun)動是屬于剛(gang)體(ti)(ti)繞一(yi)(yi)個(ge)(ge)定點的(de)(de)(de)轉動運(yun)(yun)動。更確(que)切地說，一(yi)(yi)個(ge)(ge)繞對稱軸(zhou)(zhou)高(gao)速旋轉的(de)(de)(de)飛輪轉子(zi)叫陀(tuo)螺。將陀(tuo)螺安裝(zhuang)在框架裝(zhuang)置上，使陀(tuo)螺的(de)(de)(de)自轉軸(zhou)(zhou)有(you)角轉動的(de)(de)(de)自由(you)度，這(zhe)種裝(zhuang)置的(de)(de)(de)總體(ti)(ti)叫做(zuo)陀(tuo)螺儀。

二、陀螺儀有什么用

陀(tuo)螺(luo)(luo)儀作為一種角(jiao)運動檢測裝(zhuang)置，其應用相當廣(guang)泛，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀的作用主要(yao)有：

1、導航

陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)自(zi)被發明開始就(jiu)用于導航(hang)，如(ru)果配合(he)GPS，手機的導航(hang)定位(wei)能(neng)力(li)將大大提(ti)升，如(ru)手機GPS定位(wei)導航(hang)、衛星(xing)三軸陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)定位(wei)等，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)不僅可(ke)以作為(wei)指示儀(yi)表，而更重要的是它可(ke)以作為(wei)自(zi)動控制系統中的一個(ge)敏感元件，即可(ke)作為(wei)信號(hao)(hao)傳感器(qi)，根據需(xu)要，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)器(qi)能(neng)提(ti)供準(zhun)確的方位(wei)、水平、位(wei)置、速(su)度和加速(su)度等信號(hao)(hao)。

2、穩定

陀螺儀(yi)作為穩定(ding)器，能使(shi)列車在單軌上(shang)行駛(shi)，能減小船(chuan)舶在風浪中(zhong)的(de)(de)(de)搖擺，能使(shi)安裝(zhuang)在飛機或衛星上(shang)的(de)(de)(de)照(zhao)相機相對(dui)地面(mian)穩定(ding)，配合(he)手機的(de)(de)(de)攝像頭，在拍照(zhao)時(shi)的(de)(de)(de)維持(chi)圖像的(de)(de)(de)穩定(ding)，防止由于(yu)手的(de)(de)(de)抖動對(dui)拍照(zhao)質(zhi)量的(de)(de)(de)影響等。

3、測量

作為精密(mi)測試儀(yi)器，陀(tuo)螺儀(yi)器能夠(gou)為地面設施、礦山隧道、地下(xia)鐵路、石油鉆(zhan)探以(yi)及導彈發射井等提供準確(que)的方(fang)位基準。

4、平衡

平(ping)衡車之(zhi)所以能平(ping)衡，離不(bu)開(kai)陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀，現(xian)在的(de)(de)電(dian)動獨輪車里面(mian)的(de)(de)陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀也是一個電(dian)子元(yuan)器件了，平(ping)衡車是靠電(dian)機驅動的(de)(de)，采(cai)用陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀與驅動電(dian)路(lu)控制(zhi)保(bao)持不(bu)倒。

5、游戲傳感

陀(tuo)螺儀在(zai)手機方(fang)面，應用(yong)比較廣泛的還是作為(wei)游戲(xi)(xi)傳感器使用(yong)，比如飛(fei)行游戲(xi)(xi)，體(ti)育類(lei)(lei)游戲(xi)(xi)，甚至包括一(yi)些第一(yi)視角(jiao)類(lei)(lei)射擊游戲(xi)(xi)，陀(tuo)螺儀完整監測游戲(xi)(xi)者手的位移，從而(er)實現(xian)各種游戲(xi)(xi)操(cao)作效果。

6、用作輸入設備

陀螺儀相當(dang)于一個立體(ti)的鼠標，通過(guo)小(xiao)(xiao)幅度的傾(qing)斜(xie)(xie)，偏轉手機(ji)，實現(xian)菜單，目錄(lu)的選擇和操(cao)作(zuo)的執行。（比如前后傾(qing)斜(xie)(xie)手機(ji)，實現(xian)通訊錄(lu)條目的上下滾動；左(zuo)右(you)傾(qing)斜(xie)(xie)手機(ji)，實現(xian)瀏(liu)覽(lan)頁面的左(zuo)右(you)移動或(huo)者頁面的放大或(huo)縮(suo)小(xiao)(xiao)。）

三、陀螺儀的應用實例

1、隧道中心線測量

在(zai)隧道等挖掘工程中(zhong)(zhong)，坑內的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心線(xian)測(ce)量一般(ban)采用(yong)難以保(bao)(bao)證(zheng)精度(du)(du)的(de)(de)(de)長距(ju)離導線(xian)。特(te)別是進行盾(dun)構挖掘的(de)(de)(de)情況(kuang)，從立坑的(de)(de)(de)短基準(zhun)中(zhong)(zhong)心線(xian)出發必須(xu)有很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)測(ce)角精度(du)(du)和(he)移站精度(du)(du)，測(ce)量中(zhong)(zhong)還要經常(chang)進行地面和(he)地下的(de)(de)(de)對(dui)應(ying)檢(jian)查，以確保(bao)(bao)測(ce)量的(de)(de)(de)精度(du)(du)。特(te)別是在(zai)密集的(de)(de)(de)城市地區(qu)，不可(ke)能進行過多的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)作業而遇到困難。如(ru)果使用(yong)陀螺經緯儀可(ke)以得到絕對(dui)高(gao)精度(du)(du)的(de)(de)(de)方(fang)位(wei)基準(zhun)，而且可(ke)減少(shao)耗(hao)費很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)作業（檢(jian)查點最少(shao)），是一種效率很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心線(xian)測(ce)量方(fang)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，陀螺儀測量的方法有很(hen)多優越性：對天氣的依賴少、云的多少無(wu)關、無(wu)須復雜的天文計(ji)算、在現場可以得到任意測線的方向角而容易(yi)計(ji)算閉合差。

3、日影計算所需的真北測定

在(zai)城市或近郊地(di)區對高(gao)層(ceng)建(jian)筑有日(ri)(ri)照或日(ri)(ri)影條件的(de)(de)高(gao)度(du)限制(zhi)。在(zai)建(jian)筑申請時，要附加日(ri)(ri)影圖。此日(ri)(ri)影圖是指，在(zai)冬至(zhi)的(de)(de)真(zhen)太(tai)陽時的(de)(de)8點(dian)到16點(dian)為基準，進(jin)行為了(le)計算、圖面繪制(zhi)所需(xu)要的(de)(de)高(gao)精(jing)度(du)真(zhen)北(bei)方向測定。使(shi)用(yong)陀螺(luo)經緯(wei)儀(yi)測量可以獲得不受天氣(qi)、時間影響(xiang)的(de)(de)真(zhen)北(bei)測量。