激光陀螺仪，被誉为现代武器和高端装备的“导航心脏”，是一种基于萨格纳克效应（Sagnac Effect）的高精度惯性导航装置。其核心原理是利用闭合光路中顺时针与逆时针传输的两束激光的干涉效应，通过检测光程差来测量旋转角速度，从而实现精准定位和姿态控制。相较于传统机械陀螺，激光陀螺无转动部件、抗干扰性强、寿命长，能在地下、水下等极端环境中稳定工作，是导弹、潜艇、战斗机等装备实现“千里点穴”的关键技术。 

激光陀螺仪资料图

主要特点：相对于传统的机械陀螺，激光陀螺没有机械转动部件的摩擦引起的误差，角位移测量精度高，被测角速度范围大。需采用膨胀系数低的材料，需采用热补偿措施。激光陀螺的动态范围很宽，测得速率为±1500度每秒，最小敏感角速度小于±0.001度每小时以下，分辨率为/弧度秒数量级，用固有的数字增量输出载体的角度和角速度信息，无需精密的模数转换器，很容易转换成数字形式，方便与计算机接口，适合捷联式系统使用。激光陀螺的工作温度范围很宽（从-55℃~﹢95℃），无需加温，启动过程时间短，系统反应时间快，接通电源零点几秒就可以投入正常工作。达到0.5度每小时的精度，只需50毫秒时间，对武器系统的制导来说，是十分宝贵的。

技术难点：激光陀螺的研制涉及光学薄膜、精密加工、微弱信号处理等尖端领域，尤其是镀膜工艺需达到纳米级精度。美国曾断言“中国20年内无法突破”，而这一预言最终被一位中国工程院院士、国防科技大学教授、博士生导师高伯龙打破。 

应用领域：激光陀螺集光、机、电、算等尖端科技于一身。广泛覆盖陆海空天多个领域。激光陀螺是衡量一个国家光学技术发展水平的重要标志之一。在航海方面，作为导航仪器，激光陀螺导航系统是当今海军先进水面舰船和潜艇的标准设备。此外，大多数发达国家的军用和民用飞机都采用了激光陀螺惯导系统。

高伯龙院士资料图

高伯龙院士与中国激光陀螺技术的发展

从1971年，国防科技大学开始激光陀螺的研究工作。1975年，47岁的高伯龙接到一项几乎不可能的任务：研制中国自主的激光陀螺。高伯龙提出独辟蹊径的“四频差动方案”，与美国主流的“二频抖动”方案截然不同。尽管国内外质疑声不断，他坚持认为：“外国没有的，我们也可以有！”。 1994年，中国首台四频差动激光陀螺工程样机问世，精度超越美俄法同类产品，直接跻身世界前列。1998年，激光陀螺首次应用于东风系列导弹，使我国洲际导弹打击误差缩小至百米级，彻底打破美国核威慑。  

激光陀螺技术对我国航天事业非常重要

经过两代人40余年的努力，2014年我国已经构建了具有独立知识产权的高水平激光陀螺全闭环研发体系，研发与应用水平达到了国际先进水平，在国防军工、深海航天、军民融合等领域发挥着重要的作用。

责编：陈斌

来源：湖南教育融媒

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