一、陀螺儀是什么裝置

陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，但起同樣功能的也稱陀螺儀。

從力學(xué)的觀點(diǎn)近似的分析陀螺的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把它看成是一個(gè)剛體，剛體上有一個(gè)萬向支點(diǎn)，而陀螺可以繞著這個(gè)支點(diǎn)作三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以陀螺的運(yùn)動(dòng)是屬于剛體繞一個(gè)定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。更確切地說，一個(gè)繞對(duì)稱軸高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子叫陀螺。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺的自轉(zhuǎn)軸有角轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀。

二、陀螺儀有什么用

陀螺儀作為一種角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，陀螺儀的作用主要有：

1、導(dǎo)航

陀螺儀自被發(fā)明開始就用于導(dǎo)航，如果配合GPS，手機(jī)的導(dǎo)航定位能力將大大提升，如手機(jī)GPS定位導(dǎo)航、衛(wèi)星三軸陀螺儀定位等，陀螺儀不僅可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件，即可作為信號(hào)傳感器，根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào)。

2、穩(wěn)定

陀螺儀作為穩(wěn)定器，能使列車在單軌上行駛，能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺，能使安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上的照相機(jī)相對(duì)地面穩(wěn)定，配合手機(jī)的攝像頭，在拍照時(shí)的維持圖像的穩(wěn)定，防止由于手的抖動(dòng)對(duì)拍照質(zhì)量的影響等。

3、測(cè)量

作為精密測(cè)試儀器，陀螺儀器能夠?yàn)榈孛嬖O(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。

4、平衡

平衡車之所以能平衡，離不開陀螺儀，現(xiàn)在的電動(dòng)獨(dú)輪車?yán)锩娴耐勇輧x也是一個(gè)電子元器件了，平衡車是靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，采用陀螺儀與驅(qū)動(dòng)電路控制保持不倒。

5、游戲傳感

陀螺儀在手機(jī)方面，應(yīng)用比較廣泛的還是作為游戲傳感器使用，比如飛行游戲，體育類游戲，甚至包括一些第一視角類射擊游戲，陀螺儀完整監(jiān)測(cè)游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。

6、用作輸入設(shè)備

陀螺儀相當(dāng)于一個(gè)立體的鼠標(biāo)，通過小幅度的傾斜，偏轉(zhuǎn)手機(jī)，實(shí)現(xiàn)菜單，目錄的選擇和操作的執(zhí)行。（比如前后傾斜手機(jī)，實(shí)現(xiàn)通訊錄條目的上下滾動(dòng)；左右傾斜手機(jī)，實(shí)現(xiàn)瀏覽頁(yè)面的左右移動(dòng)或者頁(yè)面的放大或縮小。）

三、陀螺儀的應(yīng)用實(shí)例

1、隧道中心線測(cè)量

在隧道等挖掘工程中，坑內(nèi)的中心線測(cè)量一般采用難以保證精度的長(zhǎng)距離導(dǎo)線。特別是進(jìn)行盾構(gòu)挖掘的情況，從立坑的短基準(zhǔn)中心線出發(fā)必須有很高的測(cè)角精度和移站精度，測(cè)量中還要經(jīng)常進(jìn)行地面和地下的對(duì)應(yīng)檢查，以確保測(cè)量的精度。特別是在密集的城市地區(qū)，不可能進(jìn)行過多的檢測(cè)作業(yè)而遇到困難。如果使用陀螺經(jīng)緯儀可以得到絕對(duì)高精度的方位基準(zhǔn)，而且可減少耗費(fèi)很高的檢測(cè)作業(yè)（檢查點(diǎn)最少），是一種效率很高的中心線測(cè)量方法。

2、通視障礙時(shí)的方向角獲取

當(dāng)有通視障礙，不能從已知點(diǎn)取得方向角時(shí)，可以采用天文測(cè)量或陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量的方法獲取方向角（根據(jù)建設(shè)省測(cè)量規(guī)范）。與天文測(cè)量比較，陀螺儀測(cè)量的方法有很多優(yōu)越性：對(duì)天氣的依賴少、云的多少無關(guān)、無須復(fù)雜的天文計(jì)算、在現(xiàn)場(chǎng)可以得到任意測(cè)線的方向角而容易計(jì)算閉合差。

3、日影計(jì)算所需的真北測(cè)定

在城市或近郊地區(qū)對(duì)高層建筑有日照或日影條件的高度限制。在建筑申請(qǐng)時(shí)，要附加日影圖。此日影圖是指，在冬至的真太陽(yáng)時(shí)的8點(diǎn)到16點(diǎn)為基準(zhǔn)，進(jìn)行為了計(jì)算、圖面繪制所需要的高精度真北方向測(cè)定。使用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量可以獲得不受天氣、時(shí)間影響的真北測(cè)量。