三轴陀螺仪【三轴陀螺仪】三轴陀螺仪：同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速 。单轴的只能测量两个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而3轴的一个就能替代三个单轴的 。3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好，是雷射陀螺的发展的基础元件 。
基本介绍中文名：三轴陀螺仪
外文名： three-axis gyroscope
同时测定：6个方向位置
优点：体积小、重量轻
简介三轴陀螺仪是惯性导航系统的核心敏感器件，其测量精度直接影响惯导系统的姿态解算的準确性 。因此，如何减小三轴陀螺仪的测量误差，提高其测量精度，就成为了一个至关重要的问题 。对于单轴陀螺仪来说，影响其静态测量精度的主要因素是该感测器的零偏误差、刻度係数误差和随机漂移误差; 但对于三轴陀螺仪来说，其测量结果的精度与构成三轴陀螺仪的各单轴陀螺仪的零偏误差、刻度係数误差、随机漂移误差以及各单轴陀螺仪敏感轴之间的不正交安装误差相关 。相比于单轴感测器，三轴感测器的校準参数更多，校準过程更为複杂 。目前，陀螺仪的标定通常採用位置标定和速率标定方法，这2 种方法具有原理简单、易于实现、精度较高等优点，但随着标定参数的增加，数据量剧增，耗时，且测试条件比较苛刻，需要高精度的测试设备，标定结果取决于测试设备的精度; 此外，有採用系统级的标定方法，利用惯性仪表的输出直接进行导航解算，利用导航解算误差作为量测量来估算陀螺误差参数，这种方法不需要精密的测试设备，通常採用滤波算法对误差进行参数估计，但计算量大，可观测性分析複杂，标定时间较长 。因此，本文提出了一种基于椭球拟合的三轴陀螺仪的快速校準方法 。首先对三轴陀螺仪的製造误差进行全面的理论分析，建立相应的数学模型，然后根据椭球拟合算法，对包含製造误差的三轴测量数据进行椭球拟合，并对陀螺仪的製造误差进行参数标定与补偿 。原理三轴陀螺仪最大的作用就是“测量角速度，以判别物体的运动状态，所以也称为运动感测器“，换句话说，这东西可以让我们的设备知道自己“在哪儿和去哪儿”（where they are or where they are going）！加速感测器加速度计是惯性导航和惯性制导系统的基本测量元件之一，加速度计本质上是一个振荡系统，安装于运动载体的内部，可以用来测量载体的运动加速度 。MEMS类加速度计的工作原理是当加速度计连同外界物体（该物体的加速度就是待测的加速度）一起作加速运动时，质量块就受到惯性力的作用向相反的方向运动 。质量块发生的位移受到弹簧和阻尼器的限制，通过输出电压就能测得外界的加速度大小 。三轴陀螺仪与加速感测器配合是如何实现辅助GPS进行定位导航的呢从MEMS陀螺仪的套用方向来看，陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴运动的角速度，可与MEMS加速度计（加速计）形成优势互补，如果组合使用加速度计和陀螺仪这两种感测器，设计者就能更好地跟蹤并捕捉三维空间的完整运动，为最终用户提供现场感更强的用户使用体验、精确的导航系统以及其它功能 。要準确地描述线性（直线运动）和旋转运动（有转弯变化的运动），需要设计者同时用到陀螺仪和加速度计 。单纯使用陀螺仪的方案可用于需要高解析度和快速反应的旋转检测单纯使用加速度计的方案可用于有固定的重力参考坐标系、存线上性或倾斜运动但旋转运动被限制在一定範围内的套用 。但同时处理直线运动和旋转运动时，就需要使用加速度和陀螺仪计的方案 。此外，为让设计和製作的陀螺仪具有较高的加速度和较低的机械噪声，或为校正加速度计的旋转误差，一些厂商会使用磁力计来完成传统上用陀螺仪实现的感测功能，以完成相应定位，让陀螺仪术业有专攻 。这表明，混合的陀螺仪、加速度计或磁感应计结合的方案正成为MEMS陀螺仪技术套用的趋势 。若只使用传统的加速度计，用户得到的要幺是反应敏捷的但噪声较大的输出，要幺是反应慢但较纯净的输出，而如将加速度计与陀螺仪相结合，就能得到既纯净又反应敏捷的输出 。利用已知的GPS测量等等的初始速度，对加速度积分，就可知道载体的速度和位置等信息 。因此，加速度计的性能和精度直接影响导航和制导系统的精度 。简而言之，言而简之室外GPS——用于在室外能够搜寻到足够卫星情况下的导航 。室内加速度计用于测量加速度，结合GPS所提供的初始速度，可以计算出现有的速度运动的距离 。陀螺仪用于测量设备的转弯或坡度变化大小 。在GPS信号被阻挡或受到干扰而不能进行定位的环境中，通过陀螺仪与加速度计就可以进行另一种方式的导航，可以大幅提升定位导航的效率与準确度 。IPhone装上陀螺仪与加速度计后，会带动一大批手机厂商的跟进，这将会有力地推动LBS服务的进一步增长 。套用角速感测器还有加速度感测器不一定是陀螺仪，也许是单纯的加速度计呢 。飞机、轮船或飞弹中的指示仪，其核心部分就是定向指示仪，它是一个装在能自由转向的小框架上的小飞轮（陀螺） 。在这个装置中，轴承的摩擦力矩很小，可以忽略不计 。另一方面，刚体结构高度对称，其质心集中在连桿中心处 。这样，当飞轮绕自身对称轴高速转动时，无论如何改变框架的方位，其中心轴的空间取向都始终保持不变 。（专业说法是：定向指示仪所受到的合外力矩为零，其角动量守恆）这是定向指示仪的重要特性 。