2024年國內(nèi)外光纖陀螺行業(yè)發(fā)展概述及市場應(yīng)用情況分析預(yù)測-中金企信發(fā)布
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報告發(fā)布方：中金企信國際咨詢《全球及中國光纖陀螺市場競爭格局及未來市場趨勢評估預(yù)測報告（2024版）-中金企信發(fā)布》
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1、光纖陀螺行業(yè)基本情況
（1）光纖陀螺的工作原理：光纖陀螺（FiberOpticGyro，F(xiàn)OG）的基本原理來自光學(xué)薩格納克（Sagnac）效應(yīng)。Sagnac效應(yīng)是相對于慣性空間轉(zhuǎn)動的閉環(huán)光路中傳播光的一種普遍的相關(guān)效應(yīng)，即在閉合光路中存在兩束從光路同一點出發(fā)的、沿相反方向傳播的光，兩束光沿光路傳播一周回到出發(fā)點時，如果閉合光路所在平面的法線方向存在相對慣性空間的角速度，則兩束光之間會產(chǎn)生與角速度相關(guān)的相位差。光纖陀螺通過光纖環(huán)的匝數(shù)和長度來增加所圍繞的總面積，進而增強Sagnac效應(yīng)，從而實現(xiàn)載體角速度信息的精確測量。
（2）光纖陀螺的優(yōu)勢：光纖陀螺是一種全固態(tài)的陀螺，主要優(yōu)點在于高可靠性、長壽命、快速啟動、耐沖擊和振動、對重力不敏感、大動態(tài)范圍等，這是傳統(tǒng)機電陀螺所無法比擬的。具體而言，與傳統(tǒng)的機電陀螺相比，光纖陀螺不使用機械轉(zhuǎn)動部件，所以靈敏度更高；與環(huán)形激光陀螺相比，不需要精密加工的光學(xué)腔、克服鎖區(qū)的機械偏頻機構(gòu)、幾千伏的高壓電源等，制造工藝更為簡單，使用壽命更長；與MEMS陀螺相比，在技術(shù)指標(biāo)和環(huán)境適應(yīng)性上具有優(yōu)勢。因此光纖陀螺近些年來成為國內(nèi)各軍用導(dǎo)航設(shè)備的主力傳感器，占據(jù)了絕大部分的市場份額。
（3）光纖陀螺行業(yè)應(yīng)用情況：光纖陀螺目前已是慣性技術(shù)研究領(lǐng)域的主流陀螺。早在2005年，光纖陀螺就已占據(jù)國外中近程導(dǎo)彈、中程導(dǎo)彈、衛(wèi)星等武器裝備領(lǐng)域一半以上的用量。慣性技術(shù)是提高戰(zhàn)略武器（如彈道導(dǎo)彈、運載火箭、衛(wèi)星等）導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制精度的核心技術(shù)。根據(jù)中金企信預(yù)測，光纖陀螺將成為未來高精度慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的主導(dǎo)器件，基于光纖陀螺的慣導(dǎo)系統(tǒng)是實現(xiàn)戰(zhàn)略武器高精度信息獲取的關(guān)鍵測量系統(tǒng)，因此高精度光纖陀螺及其慣導(dǎo)系統(tǒng)是未來戰(zhàn)略武器高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展的最主要方向。國外的慣性技術(shù)屬于高度保密的軍用核心技術(shù)，禁止向我國出口和轉(zhuǎn)讓。
一般而言，視應(yīng)用場景性能需求，不同精度的光纖陀螺對應(yīng)不同的應(yīng)用范圍，涵蓋從戰(zhàn)略級武器裝備到商業(yè)級民用產(chǎn)品的各領(lǐng)域。中高精度的光纖陀螺主要應(yīng)用在航空航天等高端武器裝備領(lǐng)域，而低成本、低精度光纖陀螺主要應(yīng)用在石油勘查、工業(yè)機器人等精度要求不高的民用領(lǐng)域。另外，在中高端無人機的飛行控制、高鐵振動傳感及鐵路軌道檢測、航空、陸上移動測繪、無人駕駛汽車等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。光電集成、專用光纖等先進微電子與光電子技術(shù)的發(fā)展，加速了光纖陀螺的小型化和低成本化。
2、國內(nèi)外光纖陀螺發(fā)展概況：自20世紀(jì)70年代現(xiàn)代光纖陀螺設(shè)想提出以來，光纖陀螺關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展至今已取得重大突破，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。美國是最早進行光纖陀螺研究和應(yīng)用的國家，相關(guān)單位有美國DARPA（美國國防高級研究計劃局）、Draper實驗室、諾格公司、Honeywell公司、KVH公司等。日本緊跟美國，處于世界前列，其主要研究機構(gòu)有東京大學(xué)尖端技術(shù)室和日立、住友電工、三菱、日本航空電子工業(yè)等公司。此外，法國（薩基姆公司、iXblue公司）、德國和俄羅斯（Optolink公司）等國家光纖陀螺的研究和應(yīng)用技術(shù)也較為成熟。
國外公開報道的光纖陀螺長時間零偏穩(wěn)定性已優(yōu)于0.00001（?）/h，慣導(dǎo)系統(tǒng)中實際應(yīng)用的也已達到0.00001（?）/h量級。研制單位主要包括法國iXblue公司、美國Honeywell公司、美國L3Space&Navigation公司、俄羅斯Optolink公司和意大利GEMelettronicaSrl等。
國內(nèi)對于光纖陀螺的研究起步相對較晚，但發(fā)展較快。在國內(nèi)光纖通信和光電子器件發(fā)展基礎(chǔ)上，目前我國光纖陀螺性能和應(yīng)用均已達到國際先進水平。在高端產(chǎn)品方面，我國與外國頂尖產(chǎn)品的技術(shù)差距在不斷縮小。國內(nèi)從事光纖陀螺研發(fā)生產(chǎn)的單位主要有：北京航空航天大學(xué)、J1單位、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)及航天科工集團、航天科技集團、兵器工業(yè)集團等軍工集團下屬科研單位。
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