諾斯羅普·格魯曼公司為美國海軍研製新一代激光陀螺儀，用於GPS拒止環境導航

關鍵詞：美國海軍導航激光陀螺儀慣性導航

當前，海上GPS信號受電子戰攻擊的風險也與日俱增。為解決這一問題，美國海軍正在利用改進的AN/WSN-7（V）環形激光陀螺技術，對其水面艦船的慣性導航系統進行升級。

據美國國防部稱，近期美國海軍向諾斯羅普·格魯曼公司授出一份合同，以研製AN/WSN-7V環形激光陀螺導航系統組件，價值1103萬美元，合同期1年，預計到2019年4月完成在美國海軍AN/WSN-2水面艦艇慣導系統和AN/WSN-2A潛艇慣導系統中的安裝。

慣性導航系統（INS）對於海軍未來導航至關重要。據諾斯羅普·格魯曼公司稱，AN/WSN-7慣性導航系統是完全自主的，這意味著該慣導系統不依賴於外部衛星導航信號，因此可免遭敵人的電子對抗攻擊。

據工業界開發人員稱，該新一代環形激光陀螺系統採用兩個方向相反的激光束射向同一個光電探測器。如果平台旋轉，其中一條激光波長將會與另一條失相，兩條激光波長的波谷和波峰將會產生差異，該系統軟體能夠測量出這種差異並將其轉化成數字脈衝，繼而計算出脈衝速率以判斷旋轉角度。

Kearfott導航與制導系統環形激光陀螺組件的項目經理詹姆士·科佩爾說，「假設有一個線性激光，激光波束可以在兩面鏡子之間來回反彈，如果輕微增加兩個鏡子之間的間距，實際上會拉長一條光線的波長。這個拉長就造成了在旋轉運動中的波長之間的相位差。」

除了環形激光陀螺，慣性導航系統還需要加速度計，用於從某一初始點開始，基於慣性數據計算速度和路程。對於自主導航系統而言，速度和路程的計算結果較少依賴GPS的定位與授時數據。

激光陀螺儀原理

激光陀螺儀的原理是利用光程差來測量旋轉角速度（Sagnac效應）。在閉合光路中，由同一光源發出的沿順時針方向和反時針方向傳輸的兩束光和光干涉，利用檢測相位差或干涉條紋的變化，就可以測出閉合光路旋轉角速度。激光陀螺儀的基本元件是環形激光器，環形激光器由三角形或正方形的石英製成的閉合光路組成，內有一個或幾個裝有混合氣體（氦氖氣體）的管子，兩個不透明的反射鏡和一個半透明鏡。用高頻電源或直流電源激發混合氣體，產生單色激光。為維持迴路諧振，迴路的周長應為光波波長的整數倍。用半透明鏡將激光導出迴路，經反射鏡使兩束相反傳輸的激光干涉，通過光電探測器和電路輸入與輸出角度成比例的數字信號。

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