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(xue)的(de)觀點近似的(de)分析陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)的(de)運動(dong)時，可以把(ba)它看成是(shi)一個(ge)(ge)(ge)(ge)剛(gang)體，剛(gang)體上有(you)(you)一個(ge)(ge)(ge)(ge)萬向(xiang)支點，而陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)可以繞著這個(ge)(ge)(ge)(ge)支點作三個(ge)(ge)(ge)(ge)自由度的(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)，所以陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)的(de)運動(dong)是(shi)屬于剛(gang)體繞一個(ge)(ge)(ge)(ge)定點的(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)運動(dong)。更確(que)切地說，一個(ge)(ge)(ge)(ge)繞對稱(cheng)軸(zhou)高速旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)飛輪轉(zhuan)(zhuan)子(zi)叫陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)。將陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)安裝在框架裝置上，使陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)的(de)自轉(zhuan)(zhuan)軸(zhou)有(you)(you)角(jiao)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)的(de)自由度，這種裝置的(de)總體叫做(zuo)陀(tuo)螺(luo)(luo)(luo)(luo)儀。

二、陀螺儀有什么用

陀螺(luo)儀(yi)(yi)作為一種角(jiao)運動檢測(ce)裝置(zhi)，其應用(yong)相當(dang)廣(guang)泛(fan)，陀螺(luo)儀(yi)(yi)的作用(yong)主要有：

1、導航

陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀自被發明開始就用于導(dao)(dao)航(hang)，如果配合(he)GPS，手機的(de)導(dao)(dao)航(hang)定(ding)位能力將(jiang)大大提升，如手機GPS定(ding)位導(dao)(dao)航(hang)、衛星三軸陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀定(ding)位等(deng)，陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀不(bu)僅可以(yi)作(zuo)為指示儀表，而(er)更重要(yao)(yao)的(de)是它可以(yi)作(zuo)為自動控制系統中的(de)一個敏感元件，即可作(zuo)為信(xin)號傳(chuan)感器，根據需要(yao)(yao)，陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀器能提供準確(que)的(de)方位、水平、位置(zhi)、速度和加速度等(deng)信(xin)號。

2、穩定

陀螺儀作(zuo)為(wei)穩定器(qi)，能(neng)使列車在單軌上行駛，能(neng)減小船舶在風浪中的(de)搖擺，能(neng)使安(an)裝在飛機或衛星上的(de)照相機相對地面(mian)穩定，配(pei)合手機的(de)攝像頭，在拍(pai)照時的(de)維持圖像的(de)穩定，防(fang)止由于手的(de)抖動對拍(pai)照質量的(de)影(ying)響等。

3、測量

作為精密測試儀器，陀(tuo)螺儀器能夠(gou)為地面設施、礦山(shan)隧道、地下(xia)鐵路、石(shi)油(you)鉆探(tan)以及(ji)導彈發(fa)射井等(deng)提供(gong)準確(que)的(de)方位基準。

4、平衡

平衡(heng)車(che)之所以能平衡(heng)，離不開(kai)陀(tuo)螺儀，現在(zai)的(de)電動獨輪車(che)里(li)面的(de)陀(tuo)螺儀也是一個電子元器件了，平衡(heng)車(che)是靠電機(ji)驅動的(de)，采用陀(tuo)螺儀與驅動電路控制保持不倒。

5、游戲傳感

陀螺(luo)儀在手機方面，應用(yong)比(bi)較廣泛的還(huan)是(shi)作為游戲傳感器使(shi)用(yong)，比(bi)如(ru)飛行游戲，體育類游戲，甚至包括(kuo)一些第一視(shi)角(jiao)類射擊游戲，陀螺(luo)儀完整(zheng)監測游戲者手的位移，從而實(shi)現各種游戲操作效(xiao)果(guo)。

6、用作輸入設備

陀(tuo)螺(luo)儀相當于一個(ge)立體(ti)的(de)(de)(de)鼠標，通(tong)過小(xiao)幅度的(de)(de)(de)傾斜，偏轉手(shou)機，實(shi)現菜單，目(mu)錄的(de)(de)(de)選擇和操(cao)作的(de)(de)(de)執行(xing)。（比如前后傾斜手(shou)機，實(shi)現通(tong)訊(xun)錄條目(mu)的(de)(de)(de)上下滾動；左右傾斜手(shou)機，實(shi)現瀏(liu)覽(lan)頁面的(de)(de)(de)左右移動或(huo)者頁面的(de)(de)(de)放大(da)或(huo)縮小(xiao)。）

三、陀螺儀的應用實例

1、隧道中心線測量

在隧道等挖掘工程中(zhong)，坑內(nei)的(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)線測量(liang)(liang)一般采(cai)用難(nan)以保證精(jing)(jing)度的(de)(de)(de)長距離導線。特別是進行盾構挖掘的(de)(de)(de)情況，從立坑的(de)(de)(de)短(duan)基準中(zhong)心(xin)線出發必須有很高(gao)(gao)的(de)(de)(de)測角(jiao)精(jing)(jing)度和移(yi)站精(jing)(jing)度，測量(liang)(liang)中(zhong)還要(yao)經常(chang)進行地(di)面和地(di)下的(de)(de)(de)對(dui)(dui)應(ying)檢(jian)查(cha)，以確(que)保測量(liang)(liang)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度。特別是在密(mi)集的(de)(de)(de)城(cheng)市(shi)地(di)區，不可能進行過多的(de)(de)(de)檢(jian)測作業而(er)遇到困難(nan)。如果使用陀螺經緯(wei)儀可以得到絕對(dui)(dui)高(gao)(gao)精(jing)(jing)度的(de)(de)(de)方位(wei)基準，而(er)且可減(jian)少耗費很高(gao)(gao)的(de)(de)(de)檢(jian)測作業（檢(jian)查(cha)點最少），是一種效率很高(gao)(gao)的(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)線測量(liang)(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(ce)量的(de)方法有很多優越性：對天氣(qi)的(de)依(yi)賴少(shao)、云的(de)多少(shao)無關(guan)、無須復雜的(de)天文計算、在現場可(ke)以得到任意測(ce)線的(de)方向(xiang)角而容易計算閉合差。

3、日影計算所需的真北測定

在(zai)(zai)城市或(huo)近郊地(di)區對(dui)高(gao)層建(jian)筑有日(ri)照或(huo)日(ri)影條(tiao)件的(de)(de)高(gao)度限制(zhi)。在(zai)(zai)建(jian)筑申(shen)請(qing)時(shi)，要附加日(ri)影圖。此日(ri)影圖是(shi)指，在(zai)(zai)冬(dong)至的(de)(de)真(zhen)太(tai)陽時(shi)的(de)(de)8點到(dao)16點為(wei)基準，進行為(wei)了(le)計算(suan)、圖面繪制(zhi)所需(xu)要的(de)(de)高(gao)精度真(zhen)北(bei)方向測(ce)定。使(shi)用(yong)陀螺經緯儀測(ce)量可以(yi)獲得不(bu)受天(tian)氣、時(shi)間影響的(de)(de)真(zhen)北(bei)測(ce)量。