在信息化條件下，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)導(dǎo)航的需求與日俱增，導(dǎo)航系統(tǒng)是武器裝備不可或缺的重要組成部分。圍繞導(dǎo)航系統(tǒng)的攻防博弈，美國(guó)首先提出導(dǎo)航戰(zhàn)（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｗａｒｆａｒｅ，ＮＡＶＷＡＲ）概念，隨后俄羅斯、歐洲各國(guó)、日本、印度等同樣開(kāi)始為導(dǎo)航戰(zhàn)蓄力，導(dǎo)航領(lǐng)域逐漸成為軍事競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略要地。為了滿足多樣化的定位、導(dǎo)航與授時(shí)（Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?。幔睿洌裕椋恚椋睿?，ＰＮＴ）需求，國(guó)外積極探索研究多種自主導(dǎo)航定位技術(shù)手段［１］。慣性技術(shù)不受外界干擾，完全利用自包含傳感器從載體及其外部自然環(huán)境中感知的信息進(jìn)行導(dǎo)航，是重要的導(dǎo)航領(lǐng)域技術(shù)手段之一。近年來(lái)，在慣性技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)外霍尼韋爾、諾格、ｉＸｂｌｕｅ、賽峰等公司不斷報(bào)道一些動(dòng)態(tài)信息，披露了以光學(xué)陀螺、微機(jī)電（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａ－ｎｉｃａｌ?。樱螅簦澹?，ＭＥＭＳ）陀螺、半球諧振陀螺（ＨｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌＲｅｓｏｎａｔｏｒ?。牵颍?，ＨＲＧ）、原子陀螺、加速度計(jì)等為代表的慣性儀表及系統(tǒng)的發(fā)展。
１ 光學(xué)陀螺
光學(xué)陀螺主要有激光陀螺和光纖陀螺兩大類(lèi)。其中，光纖陀螺按其工作原理可分為干涉式光纖陀螺（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ?。疲椋猓澹颉。希穑簦椋恪。牵颍铮螅悖铮穑?，ＩＦＯＧ）、諧振式光纖陀螺和受激布里淵散射光纖陀螺。光學(xué)陀螺技術(shù)日趨成熟，精度突飛猛進(jìn)，體積功耗不斷降低。目前，激光陀螺最高精度優(yōu)于０．０００２（°）／ｈ，光纖陀螺最高精度可達(dá)０．００００８（°）／ｈ，光學(xué)陀螺及其系統(tǒng)應(yīng)用從戰(zhàn)術(shù)級(jí)逐步拓展到戰(zhàn)略級(jí)，在陸、海、空、天等多個(gè)領(lǐng)域中得到大批量應(yīng)用，占據(jù)著主導(dǎo)地位。
１．１ 激光陀螺
激光陀螺技術(shù)研究方面，加州理工學(xué)院的ＬａｉＹ Ｈ 研究了在單片硅芯片上使用反向傳播布里淵激光器的激光陀螺儀，證明了基于芯片的布里淵激光陀螺儀的可行性［２］?？的螤柎髮W(xué)的Ａｎｇｅｌａ Ｄ?。模值忍岢隽艘环N新穎的技術(shù)來(lái)研究和消除激光效應(yīng)的非線性，并將該分析應(yīng)用于ＧＰ２ 和ＧＩＮＧＥＲＩＮＯ這２個(gè)環(huán)形激光器樣機(jī)［３］。激光陀螺慣性系統(tǒng)方面，２０１９年９月，美國(guó)陸軍合同司令部宣布與霍尼韋爾公司簽訂了價(jià)值３７９０萬(wàn)美元的戰(zhàn)術(shù)先進(jìn)地面慣性導(dǎo)航裝置ＴＡＬＩＮ５０００型的采購(gòu)合同，預(yù)計(jì)２０２３ 年９ 月完成。ＴＡＬＩＮ ５０００系統(tǒng)采用霍尼韋爾公司的環(huán)形激光陀螺儀和加速度計(jì)，提供全球定位系統(tǒng)（Ｇｌｏｂａｌ?。校铮螅椋簦椋铮睿椋睿纭。樱螅簦澹?，ＧＰＳ）拒止環(huán)境下的慣性導(dǎo)航?？傮w來(lái)看，國(guó)外激光陀螺的研究２０１９年并未披露突破性進(jìn)展，研究方向包括小型化和性能改進(jìn)［４］；基于激光陀螺的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)仍是陸用戰(zhàn)車(chē)、導(dǎo)彈等武器裝備的重要選擇之一。
１．２ 光纖陀螺
光纖陀螺技術(shù)研究方面，國(guó)外不斷推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研究，采用多種方法從精度、尺寸和成本等方面提高光纖陀螺的綜合性能。Ｔｈｅｒｉｃｅ?。?/span> Ｍ等提出了三種方法提高光纖陀螺的總體性能［５］：一是用低相干激光器代替光纖陀螺中使用的時(shí)間相干摻餌光纖光源，使得噪聲和漂移接近戰(zhàn)略級(jí)性能，光源波長(zhǎng)穩(wěn)定性優(yōu)于１０－６；二是在光纖陀螺的感應(yīng)線圈中使用空心光纖以減少熱漂移，噪聲實(shí)現(xiàn)０．１３５（°）／ｈ１／２；三是由２個(gè)環(huán)形諧振器耦合組成的光學(xué)陀螺儀，試驗(yàn)結(jié)果顯示該陀螺儀的旋轉(zhuǎn)靈敏度至少是具有相同半徑和損耗的優(yōu)化單環(huán)諧振器的１７０倍［６－１０］。日本ＴｓｕｎｅｈｉｋｏＩ等提出了一種自動(dòng)駕駛用低成本干涉式光纖陀螺儀的制造方法，采用精確對(duì)準(zhǔn)的四極光纖線圈和調(diào)制部件，減少熱感應(yīng)光學(xué)相位差和抑制不必要的偏振串?dāng)_；并開(kāi)發(fā)出一種自動(dòng)光纖繞線機(jī)，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)減少了工作時(shí)間，降低了干涉式光纖陀螺的制造成本［１］。日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（Ｊａｐａｎ?。粒澹颍铮螅穑幔悖濉。牛穑欤铮颍幔簦椋铮?/span>
Ａｇｅｎｃｙ，ＪＡＸＡ）提出了一種干涉式光纖陀螺傳感器線圈，該線圈由多芯光纖與扇入／扇出設(shè)備拼接而成，實(shí)現(xiàn)了０．００２（°）／ｈ１／２的角度隨機(jī)游走性能，研究表明七芯波導(dǎo)環(huán)可成功用作Ｓａｇｎａｃ干涉儀［１２－１３］。ＫＶＨ公司將光子芯片技術(shù)整合到高精度光纖陀螺產(chǎn)品中，得到的Ｐｈｏｔｏｎｉｃ?。牵颍铩。桑停諛訖C(jī)中陀螺角度隨機(jī)游走優(yōu)于０．００９７（°）／ｈ１／２，零偏穩(wěn)定性為０．０２（°）／ｈ。隨著該款光子芯片技術(shù)的研發(fā)，ＫＶＨ 將實(shí)現(xiàn)高性能、低成本慣性系統(tǒng)的量產(chǎn)。此外，新技術(shù)的發(fā)展或能推動(dòng)光纖陀螺性能的突破性進(jìn)展。在第六屆慣性傳感器與系統(tǒng)國(guó)際研討會(huì)上，美國(guó)加州理工學(xué)院的Ｐａｒｈａｍ?。小。说仁状握故玖似涔杓晒鈱W(xué)陀螺儀及互易靈敏度增強(qiáng)（Ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ?。樱澹睿螅椋簦椋觯椋簦。牛睿瑁幔睿悖澹恚澹睿?，ＲＳＥ）技術(shù)，這種技術(shù)可以降低光纖陀螺儀的噪聲并使其小型
化［１４］。奧地利科學(xué)院和維也納量子科學(xué)與技術(shù)中心的物理學(xué)家在《Ｎｅｗ?。剩铮酰颍睿幔臁。铮妗。校瑁螅椋悖蟆钒l(fā)表論文的研究成果表明：使用糾纏光子可以克服光纖陀螺的噪聲極限，達(dá)到經(jīng)典光無(wú)法達(dá)到的精確度，并有望得到光纖陀螺更高的靈敏度極限［１５］。光纖陀螺慣性系統(tǒng)方面，美國(guó)諾格公司推出光纖慣性導(dǎo)航系統(tǒng)ＳｅａＦｉｎｄ，可提供與ＭＫ３９環(huán)形激光陀螺羅盤(pán)系列慣性導(dǎo)航產(chǎn)品相同的性能水平，且尺寸大大減小，僅為２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１２７ｍｍ；法國(guó)ＳＢＧ?。樱螅簦澹恚蠊驹诿绹?guó)丹佛舉行的國(guó)際激光雷達(dá)測(cè)繪論壇（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?。蹋椋模粒摇。停幔穑穑椋睿纭。疲铮颍酰?，ＩＬＭＦ）上宣布推出Ｈｏｒｉｚｏｎ ＩＭＵ，這是一款基于光纖陀螺的高性能慣性測(cè)量單元（ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ，ＩＭＵ），專(zhuān)為要求苛刻的測(cè)量應(yīng)用而設(shè)計(jì)，如高海拔地區(qū)無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)采集、密集城區(qū)的移動(dòng)測(cè)繪以及自動(dòng)駕駛平臺(tái)的測(cè)試。法國(guó)ｉＸｂｌｕｅ公司在ＳＡＳ?。玻埃保股瞎_(kāi)了一款新型軍用戰(zhàn)略級(jí)光纖陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)ＭＡＲＩＮＳ?。停保?，導(dǎo)航精度達(dá)到１ｎｍｉｌｅ／１５ｄ，可用于水面艦船和潛艇導(dǎo)航。光纖慣性系統(tǒng)的應(yīng)用方面，Ｄｒａｐｅｒ?qū)嶒?yàn)室為美海軍三叉戟ＩＩ計(jì)劃（潛射彈道核導(dǎo)彈＋戰(zhàn)略核潛艇）研究的新型制導(dǎo)系統(tǒng)，選擇用干涉式光纖陀螺儀代替原始的機(jī)械陀螺儀，這標(biāo)志著干涉型光纖陀螺慣性系統(tǒng)逐漸用于戰(zhàn)略武器。光纖陀螺朝著戰(zhàn)略級(jí)超高精度、導(dǎo)航級(jí)強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性、集成化超小型低成本方向發(fā)展，通過(guò)開(kāi)展光纖陀螺噪聲抑制、精密繞環(huán)、糾纏光子、集成芯片等技術(shù)研究提高陀螺的精度和穩(wěn)定性，降低其體積和成本。
２０１９年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，在航空、航天、航海以及武器裝備需求牽引下，在現(xiàn)代物理學(xué)、計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)、先進(jìn)微加工藝技術(shù)聯(lián)合推動(dòng)下，慣性技術(shù)受到世界各主要國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注，取得了巨大的進(jìn)步。慣性技術(shù)關(guān)系到國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，屬于基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和前沿性的軍民兩用高新技術(shù)，其發(fā)展一直受到國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)重大需求的牽引，相關(guān)組織機(jī)構(gòu)不斷推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、并購(gòu)與重組，開(kāi)展戰(zhàn)略合作，實(shí)力明顯增強(qiáng)。未來(lái)，慣性技術(shù)將持續(xù)受到世界各國(guó)的高度關(guān)注?；A(chǔ)性、戰(zhàn)略性和前沿性的軍民兩用高新技術(shù)，其發(fā)展一直受到國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)重大需求的牽引，相關(guān)組織機(jī)構(gòu)不斷推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、并購(gòu)與重組，開(kāi)展戰(zhàn)略合作，實(shí)力明顯增強(qiáng)。未來(lái)，慣性技術(shù)將持續(xù)受到世界各國(guó)的高度關(guān)注。
參考文獻(xiàn)
[1] 薛連莉，沈玉芃，徐 月。2０１９年國(guó)外慣性技術(shù)發(fā)展與回顧[J]. 導(dǎo)航定位與授時(shí),2020,1:61-63.