激光陀螺的一個(gè)環(huán)路對應(yīng)一個(gè)角速度敏感方向，將三個(gè)激光陀螺和三個(gè)加速度計(jì)正交配置組合構(gòu)成圖2所示的激光陀螺慣性測量單元（IMU），利用IMU測量載體運(yùn)動(dòng)的三維角速度和加速度，再通過慣性導(dǎo)航解算得到載體的位置、姿態(tài)等信息。基于激光陀螺的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航與制導(dǎo)、姿態(tài)測量與控制、定位與定向、穩(wěn)定與瞄準(zhǔn)等領(lǐng)域。

傳統(tǒng)機(jī)電陀螺儀利用高速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)子的定向性和進(jìn)動(dòng)性來測定載體相對于慣性空間的轉(zhuǎn)速和方位，而正是由于高速轉(zhuǎn)子自身的抗沖擊振動(dòng)能力差、存在加速度效應(yīng)、不能快速啟動(dòng)等固有缺陷，使其在慣性導(dǎo)航中的應(yīng)用受到限制，妨礙其進(jìn)一步的發(fā)展。美國20世紀(jì)80年代研制的MX“和平衛(wèi)士”洲際導(dǎo)彈上搭載的機(jī)電陀螺儀是世界上精度最高的機(jī)械式陀螺儀，零偏穩(wěn)定性達(dá)到1.5×10-5(°)/h，使該導(dǎo)彈可以在不依賴外部導(dǎo)航信息的情況下，14000km射程的導(dǎo)航偏差小于100 m，然而這套系統(tǒng)體積龐大，成本也極為高昂。因此，在后續(xù)研制“三叉戟”潛射彈道導(dǎo)彈時(shí)就改用了激光陀螺，既降低了系統(tǒng)成本，又大幅度縮減了導(dǎo)航設(shè)備的體積。

圖3.美國MX洲際導(dǎo)彈的慣性導(dǎo)航艙段與陀螺儀

激光陀螺性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是零偏穩(wěn)定性、標(biāo)度因數(shù)非線性度和隨機(jī)游走系數(shù)，目前工程實(shí)用的中高精度激光陀螺對應(yīng)的典型指標(biāo)為：零偏穩(wěn)定性0.01~0.001 (°)/h，標(biāo)度因數(shù)非線性度10~0.1ppm，隨機(jī)游走系數(shù)
。

與其它種類的陀螺比較，激光陀螺具有以下顯著特點(diǎn)：

1）精度適應(yīng)范圍廣，可滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需要。美國霍尼韋爾公司GG1389陀螺儀的零偏穩(wěn)定性達(dá)到了
，是世界上精度最高的激光陀螺。該公司GG1308陀螺的零偏穩(wěn)定性為5~1 (°)/h，是世界上體積最小的產(chǎn)品化激光陀螺。

2）動(dòng)態(tài)范圍大，動(dòng)態(tài)性能好。激光陀螺可測轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)范圍大于108，從千分之幾度/小時(shí)到超過7200(°)/s，而且無論轉(zhuǎn)速大小都可以得到線性輸出，測量偏差小。

3）標(biāo)度因數(shù)的線性度和穩(wěn)定性好，動(dòng)態(tài)環(huán)境誤差小。絕大多數(shù)激光陀螺的腔體采用微晶玻璃材料，其膨脹系數(shù)達(dá)到10-8量級(jí)，光路的面積和長度非常穩(wěn)定，在工程應(yīng)用中的標(biāo)度因數(shù)非線性度可以做到0.1ppm，而且在高低溫環(huán)境下基本保持恒定，特別能適應(yīng)大溫變惡劣環(huán)境的應(yīng)用需求。

4）抗振動(dòng)、沖擊和溫變環(huán)境能力強(qiáng)。激光陀螺采用一體化結(jié)構(gòu)，沒有活動(dòng)部件，因此可以承受很高的加速度和強(qiáng)烈的振動(dòng)沖擊，耐高低溫環(huán)境能力強(qiáng)。特殊設(shè)計(jì)的GG1308陀螺甚至可以承受超過1×104g的沖擊。

5）角分辨率高。激光陀螺可以分辨角秒甚至亞角秒量級(jí)的精細(xì)角度變化，在角度測量上可以實(shí)現(xiàn)高精度和高分辨率的動(dòng)態(tài)測量。

6）性能穩(wěn)定，在工作壽命內(nèi)，儀表可以做到免校準(zhǔn)。

7）快速啟動(dòng)。激光陀螺可做到瞬時(shí)啟動(dòng)，一般不需要預(yù)熱、穩(wěn)定時(shí)間。

8）功耗低、壽命長、可靠性好和易維護(hù)。激光陀螺存儲(chǔ)壽命可達(dá)20萬小時(shí)以上，平均無故障工作時(shí)間（MTBF）高達(dá)數(shù)萬小時(shí)。

9）既是速率陀螺，也是位置陀螺，使用靈活，應(yīng)用范圍廣。

10）對加速度不敏感，沒有交叉耦合效應(yīng)。

11）直接數(shù)字輸出，系統(tǒng)構(gòu)成簡單。