美国始终保持领先地位,日本在中低精度陀螺仪应用方面位居世界前列。目前,国外研制和生产光纤陀螺仪的相关单位有美国 Draper 实验室、诺格公司、霍尼韦尔公司、KVH 公司等,法国萨基姆公司、iXblue 公司等,日本三菱精密有限公司,俄罗斯 Optolink 公司等等。
自 20 世纪 70 年代至今,光纤陀螺仪关键技术不断取得重大突破,应用领域长袖拓展,目前光纤陀螺仪的精度最高可达 8×10-5o/h,在高端领域已经与激光陀螺仪形成竞争的态势。
霍尼韦尔是最早研制光纤陀螺仪的公司之一。公司自20世纪80年代中期开始研发各类精度的光纤陀螺仪,其干涉式光纤陀螺仪产品的零偏稳定性范围为 10-4o/h~10-3o/h.2016 年,其用于太空应用的高性能太空光纤陀螺仪(HPSFOG),精度范围达 2*10-4o/h~6*10-4o/h.除了干涉式光纤陀螺仪,公司还进行了谐振式光纤陀螺仪的研究,样品的零偏稳定性优于 0. 1o/h.
诺格光纤陀螺仪产品线极为丰富,在光纤陀螺仪领域占据领先地位。公司自 1988 年开始研制基于光纤陀螺仪 IMU 系统,代表产品分为 uFORS 系列与 FOG-200 系列。前者具有精度低、小型化特征;后者具有精度高的特点,多用于 IMU、AHRS 等军用系统。截至 2016 年,公司已交付超过 30000 个基于光纤陀螺仪的惯性导航产品以及超过 10000 个光纤陀螺仪速率传感器,奠定了公司在光纤陀螺仪领域的领先地位。
四、MEMS 陀螺仪竞争格局
美国 Draper 实验室、霍尼韦尔公司所生产的 MEMS 陀螺仪的偏置稳定性、定位精度处于世界领先水平。目前,MEMS 陀螺仪相关研究单位有美国 Draper 实验室、霍尼韦尔、大西洋惯性系统公司、InvenSense 公司、波音公司等,英国 BAE 系统公司,挪威 Sensonor 公司,日本东芝公司等。
MEMS 是当前惯性陀螺仪研究的焦点。自 20 世纪 80 年代发展至今,MEMS 陀螺仪关键技术研发突飞猛进,成为学术研究领域的焦点,在美国 DARPANGIMG 项目支持下,多环碟形陀螺仪最高精度达 0.003o/h.
德国博世公司 MEMS 陀螺仪专利申请最多。博世公司发布了 DRS-MM1、DRS-MM2 和 DRS-MM3 共 3 代 MEMS陀螺仪产品,其中 DRS-MM3 零偏稳定性达到 1.5o/h,主要面向汽车和消费电子应用。英国 BAE 公司 MEMS 谐振环陀螺仪最小体积仅有 16.387cm3,零偏稳定性优于 0.1o/h,IMU 可植入士兵战靴,实现单兵全时导航。BAE谐振环陀螺仪有角速率和速率积分两种模式,用于高速旋转弹、中程导弹和美国 155mm 制导神箭炮弹等武器系统。
日本硅传感系统公司的 MEMS 谐振环陀螺仪是该领域内精度的最高水平,最新产品零偏稳定性优于 0.06o/h,角度随机游走优于 0.01o/h 1/2.
美国 Draper 实验室是 MEMS 陀螺仪研究领域领导者。Draper 实验室研制了双框架结构、调频音叉结构和振动轮结构 MEMS 陀螺仪,霍尼韦尔购买其调频音叉结构 MEMS 陀螺仪专利,在此基础之上研发出系列 MEMS 陀螺仪,零偏稳定性优于 10o/h,大量应用于 JDAM 制导炸弹等武器系统。针对单兵导航和惯性寻北需求,霍尼韦尔公司与 Draper 实验室共同开展高性能硅 MEMS 陀螺仪研究。大西洋惯性系统公司研制振动环结构 MEMS 陀螺仪,其产品 CRS09 广泛应用在 NLAW 反坦克武器、A-Darter 空空导弹、MBDA 海狼舰船防御导弹等武器装备中。