光纤陀螺仪及惯导系统在轨道交通中的应用

　　高铁、地铁、磁浮等轨道列车进站的时候，需精准停到指定位置，方便站乘客上车。然而，要想让这些庞然大物停到位，并不是每个司机都能完美地做到，这就离不开惯性技术在轨道交通中的精准运用。今天，我们就来看看光纤陀螺仪及惯导系统的相关应用。

轨道检测仪配套产品光纤陀螺，资料图

　　我们知道，陀螺仪一般分为激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺和压电陀螺，这些都是属于电子式的，可跟GPS、磁阻芯片以及加速度计一起制造成为惯性导航控制系统。

　　其中，光纤陀螺仪是一种基于Sagnac效应的光纤角速度传感器，广泛应用于惯性导航和控制领域。它具有体积小、重量轻、性价比高等特点，能够不依赖于外界信号实现自主导航和定位，可实时、连续、高速地输出列车的运动信息，帮助车辆进行自动导航、定位定向，实现对列车运动的控制，保障列车运行安全，实现经济实用的轨道几何参数的测量，为发现轨道病害问题提供检测工具。

　　在10月15日举办的2019年中国国际轨道交通和装备制造产业博览会上，湖南航天机电设备与特种材料研究所参展的产品，便是光纤陀螺仪及惯导系统。这一产品和系统主要用于轨道交通领域的轨道检测、列车定位定向、自动驾驶、隧道盾构设备的定位定向等方面。

　　可以说，轨道交通离不开惯性技术。在信号强、导航条件好的地方，无人驾驶要多智能可以有多智能。但如果在导航信号弱，甚至没有信号的地方，惯性技术就能派上用场。惯性技术可弥补卫星信号弱的不足，无论是定位还是定向的问题都可以精准解决。

　　目前，基于光纤陀螺仪及惯导系统结构形式灵活、环境适应性好、精度覆盖范围广的优势，光纤陀螺及惯导系统主要应用于轨道交通、自动驾驶、石油勘探、地理测绘等领域。目前，作为光纤陀螺中核心的光纤陀螺仪已应用在高铁、城市轨道列车和地铁等轨道检测上。

　　以轨道盾构机设备定位定向为例，在地下没有GPS信号的地方，依靠惯导系统能准确的给盾构机定向，从而使盾构机能够按照预定的姿态和轨道运行。”刘海峰还向记者透露，2018年底研究所已和中国铁建在轨道检测、轨道盾构机施工定位中达成合作，目前已在联调联试中。

　　专业人士认为，光纤陀螺仪是目前最具发展前途的陀螺仪。相较于传统机械陀螺仪，光纤陀螺仪性能优势明显，结构简单，质量轻，精度高；相较于激光陀螺仪，光纤陀螺仪性价比高。未来，在民用领域，随着无人机、无人车、机器人等市场规模不断壮大，对于陀螺仪需求不断增多，光纤陀螺仪优势明显，必将有一番良好发展。