美国斯佩里公司于1963 年首次做出了激光陀螺仪的实验装置。1966 年美国霍尼威尔公司开始使用石英作腔体,并研究出交变机械抖动偏频法,使这项技术有了使用的可能。1972 年,霍尼威尔公司研制出GG-1300 型激光陀螺仪。1974 年美国国防部下令海军和空军联合制定研究计划,1975 年在战术飞机上试飞成功,1976 年在战术导弹上试验成功。
进入80 年代以来,美国空军表示要坚定地把激光陀螺应用到空军系统中去,并与麦克唐纳·道格拉斯公司签定了两项合同,以实施一项名为“综合惯性基准组件”的研制计划,其内容是研制一种采用激光陀螺的双盒组件式传感器系统。海军也计划在80 年代内将激光陀螺惯导系统用到舰载飞机中,这种系统称为CA1NS1 。陆军准备将激光陀螺用于陆军飞机的定位/导航、监视/侦察、火控以及飞行控制系统。
1985 年美国提出了战略防御计划(SDI)后,激光技术在军事系统和空间武器上的应用倍受重视。根据SDI 预算,1985 财年在这方面投资10.4 亿美元,大部分用于开展激光实验,其中包括激光陀螺的研制。
90 年代,根据先进巡航导弹和战术飞机导航的要求,美国进行了激光陀螺捷联性能的研究(SPS)。麦克唐纳·道格拉斯公司被选为SPS 的主承包商,其次还有霍尼威尔、利顿、洛克威尔、辛格·基尔福特等公司参加。
国外激光陀螺仪的研制单位很多,其中,美国和法国研制的水平较高,此外还有俄罗斯、德国等国家。
1.美国
美国研制激光陀螺仪的厂家有霍尼威尔、利顿、斯佩里等公司。
(1)霍尼威尔公司
理想的战术惯性器件必须同时具有低成本、体积小、重量轻、坚固等几个特点,霍尼威尔公司的GG1308和GG1320 就是为此研制的最新产品。
该公司采用的关键技术如下:
①在提高精度方面
输出信号的细分技术,在小型化的RLG 中,保持所需的分辨率。提高抖动偏频的频率,以提高RLG 的采样频率。小型化RLG 的惯性小,谐振频率高,在抖动偏频装置的设计上,可以提高频率。由此,可以提高RLG 的采样频率和捷联惯性导航系统SINS 的计算频率,有利于保证捷联惯性导航系统SINS 的精度。
②在降低成本方面
利用玻璃熔结工艺来实现反射镜和电极等的密封。采用BK-7 光学玻璃取代Zerodur 等零膨胀系数材料,为此需要建立光波在谐振器中谐振的条件,并对温度误差采取补偿。采用GG1308 组成的一种惯导系统型号为HGl500 一IMU。采用GG1320 组成的惯导系统型号为H-764C 。
(2)基尔福特公司
在单轴RLG 的基础上,为满足小型卫星和航天器的需要,该公司研制了微型三轴激光陀螺仪MRLG。该公司采用力反馈式加速度计和MRLG 组成惯性测量组合IMU。这种惯性导航系统也可用于战术武器,包括鱼雷。
2.法国
法国的激光陀螺仪和系统技术具有很强的实力。法国SWXTANT 公司和SAGEM 公司均从70 年代开始研究激光陀螺技术,已经形成不同尺寸和精度的激光陀螺仪。
(1)SEXTANT 公司
SEXTANT 公司1972 年开始研究激光陀螺仪,1979 年SEXTANT 型激光陀螺仪首先用于“美洲虎”直升机飞行。1981 年33cm 型激光陀螺仪在ANS 超音速导弹项目中标,1987 年首次把激光陀螺仪用在“阿里安”4 火箭的飞行,1990 年SEXTANT 公司在法国未来战略导弹项目上中标。
(2)SAGEM 公司
SAGEM 公司从1977 年开始研究环行激光陀螺仪。1987 年组装了第一个样机GLS32 型。在工艺成熟后,主要生产用于航空及潜水艇的捷联惯导系统。1987 年组装了GLC16 型样机,主要用于直升机和小型运载火箭的捷联惯导系统。