陀螺仪有什么用 陀螺仪的应用实例

一、陀螺仪是什么装置

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置，其他原理制成的角运动检测装置，但起同样功能的也称陀螺仪。

从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动。更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。

二、陀螺仪有什么用

陀螺仪作为一种角运动检测装置，其应用相当广泛，陀螺仪的作用主要有：

1、导航

陀螺仪自被发明开始就用于导航，如果配合GPS，手机的导航定位能力将大大提升，如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位等，陀螺仪不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器，根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号。

2、稳定

陀螺仪作为稳定器，能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定，配合手机的摄像头，在拍照时的维持图像的稳定，防止由于手的抖动对拍照质量的影响等。

3、测量

作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。

4、平衡

平衡车之所以能平衡，离不开陀螺仪，现在的电动独轮车里面的陀螺仪也是一个电子元器件了，平衡车是靠电机驱动的，采用陀螺仪与驱动电路控制保持不倒。

5、游戏传感

陀螺仪在手机方面，应用比较广泛的还是作为游戏传感器使用，比如飞行游戏，体育类游戏，甚至包括一些第一视角类射击游戏，陀螺仪完整监测游戏者手的位移，从而实现各种游戏操作效果。

6、用作输入设备

陀螺仪相当于一个立体的鼠标，通过小幅度的倾斜，偏转手机，实现菜单，目录的选择和操作的执行。（比如前后倾斜手机，实现通讯录条目的上下滚动；左右倾斜手机，实现浏览页面的左右移动或者页面的放大或缩小。）

三、陀螺仪的应用实例

1、隧道中心线测量

在隧道等挖掘工程中，坑内的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。特别是进行盾构挖掘的情况，从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度，测量中还要经常进行地面和地下的对应检查，以确保测量的精度。特别是在密集的城市地区，不可能进行过多的检测作业而遇到困难。如果使用陀螺经纬仪可以得到绝对高精度的方位基准，而且可减少耗费很高的检测作业（检查点最少），是一种效率很高的中心线测量方法。

2、通视障碍时的方向角获取

当有通视障碍，不能从已知点取得方向角时，可以采用天文测量或陀螺经纬仪测量的方法获取方向角（根据建设省测量规范）。与天文测量比较，陀螺仪测量的方法有很多优越性：对天气的依赖少、云的多少无关、无须复杂的天文计算、在现场可以得到任意测线的方向角而容易计算闭合差。

3、日影计算所需的真北测定

在城市或近郊地区对高层建筑有日照或日影条件的高度限制。在建筑申请时，要附加日影图。此日影图是指，在冬至的真太阳时的8点到16点为基准，进行为了计算、图面绘制所需要的高精度真北方向测定。使用陀螺经纬仪测量可以获得不受天气、时间影响的真北测量。