飞机陀螺仪瞄准方法：小小陀螺仪是如何为飞机导航的

飞机陀螺仪瞄准方法：小小陀螺仪是如何为飞机导航的也许有人会说目前的GPS精度已经很高了利用GPS不就可以了嘛。实际中飞机也确实主要利用GPS导航，但是惯性导航是不能不配备的。因为GPS导航毕竟是要靠卫星的，卫星信号不好或者其它因素会影响导航(银河号事件)。而惯性导航属于不依靠外来设备的导航方式，自己给自己导航，靠人不如靠己，自己才是可靠的。因此像一些导弹、空间探测器等都是配备惯导的。激光陀螺仪学过高中物理我们都知道位移求导是速度，再次求导就是加速度，因此我们对加速度一次积分就可以得到速度，二次积分就可以得到位移。这样我们在各个方位的方向和位移都知道，那么只要我们给一个飞机初始的位置，就能计算出飞机的实时位置。初始位置都是以经纬度指示，因此每次起飞前飞行员都会校准惯导，输入出发机场的位置经纬度。我们可以看到飞机的停机位的指示牌上都有经纬度，飞行员就是根据这个校准惯导。机场机位标牌显示经纬度当然了，由于机械陀螺对制造精度要求很高，并且机械陀

我们都玩过陀螺，它在快速旋转时不会倒下，这是陀螺一个特性，就是定轴性。根据角动量守恒，陀螺在高速旋转不受外力时，它的旋转轴将指向一个方向保持不变。我们的地球也可以算是一个大陀螺，它的轴也是向着北极星的方向基本不变。

陀螺

飞机的惯性导航就是利用陀螺的这个特性，在飞机上安装三个陀螺，飞机朝不同方向运动，由于陀螺的定轴性，那么我们就可以利用陀螺测出飞机在绕机身滚转、上下俯仰和左右偏航三个方向的运动角度。当然了，利用陀螺只能测出角度，还不能实现导航，因此真正的导航还需要有加速计。飞机上也安装了三个加速计，可以测出飞机在上下、左右、前后的加速度。

飞机惯导里的陀螺仪和加速计

学过高中物理我们都知道位移求导是速度，再次求导就是加速度，因此我们对加速度一次积分就可以得到速度，二次积分就可以得到位移。这样我们在各个方位的方向和位移都知道，那么只要我们给一个飞机初始的位置，就能计算出飞机的实时位置。初始位置都是以经纬度指示，因此每次起飞前飞行员都会校准惯导，输入出发机场的位置经纬度。我们可以看到飞机的停机位的指示牌上都有经纬度，飞行员就是根据这个校准惯导。

机场机位标牌显示经纬度

当然了，由于机械陀螺对制造精度要求很高，并且机械陀螺本身精度易受外界因素影响，因此目前飞机上装备的都是激光陀螺仪，它的原理是在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和逆时针方向传输的两束光发生干涉，利用检测干涉条纹的变化，可以测出闭合光路旋转角速度，由此就可以计算出飞机的转动角度。

激光陀螺仪

也许有人会说目前的GPS精度已经很高了利用GPS不就可以了嘛。实际中飞机也确实主要利用GPS导航，但是惯性导航是不能不配备的。因为GPS导航毕竟是要靠卫星的，卫星信号不好或者其它因素会影响导航(银河号事件)。而惯性导航属于不依靠外来设备的导航方式，自己给自己导航，靠人不如靠己，自己才是可靠的。因此像一些导弹、空间探测器等都是配备惯导的。