光纖陀螺(Fiber Optic Gyro,FOG)的基本原理來自光學薩格納克(Sagnac)效應。Sagnac效應是相對于慣性空間轉動的閉環(huán)光路中傳播光的一種普遍的相關效應，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，從而實現(xiàn)載體角速度信息的精確測量。

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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腔、克服鎖區(qū)的機械偏頻機構、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，在技術指標和環(huán)境適應性上具有優(yōu)勢。因此光纖陀螺近些年來成為國內(nèi)各軍用導航設備的主力傳感器，占據(jù)了絕大部分的市場份額。

光纖陀螺的優(yōu)勢

資料來源：共研網(wǎng)整理

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光纖陀螺目前已是慣性技術研究領域的主流陀螺。早在2005年，光纖陀螺就已占據(jù)國外中近程導彈、中程導彈、衛(wèi)星等武器裝備領域一半以上的用量。慣性技術是提高戰(zhàn)略武器（如彈道導彈、運載火箭、衛(wèi)星等）導航、制導與控制精度的核心技術。根據(jù)世界慣性技術權威機構美國麻省理工學院Draper實驗室預測，光纖陀螺將成為未來高精度慣性導航領域的主導器件，基于光纖陀螺的慣導系統(tǒng)是實現(xiàn)戰(zhàn)略武器高精度信息獲取的關鍵測量系統(tǒng),因此高精度光纖陀螺及其慣導系統(tǒng)是未來戰(zhàn)略武器高精度慣導系統(tǒng)發(fā)展的最主要方向。國外的慣性技術屬于高度保密的軍用核心技術，禁止向我國出口和轉讓。

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一般而言,視應用場景性能需求,不同精度的光纖陀螺對應不同的應用范圍，涵蓋從戰(zhàn)略級武器裝備到商業(yè)級民用產(chǎn)品的各領域。中高精度的光纖陀螺主要應用在航空航天等高端武器裝備領域，而低成本、低精度光纖陀螺主要應用在石油勘查、工業(yè)機器人等精度要求不高的民用領域。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、無人駕駛汽車等領域也有廣泛的應用。光電集成、專用光纖等先進微電子與光電子技術的發(fā)展，加速了光纖陀螺的小型化和低成本化。

光纖陀螺的主要應用領域

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受新冠肺炎疫情影響，全球宏觀經(jīng)濟下行風險增加，經(jīng)濟因素的不確定性加大地緣沖突風險，為積極應對國際形勢的變化，解放軍軍費開支保持增長態(tài)勢，軍工行業(yè)處于快速發(fā)展期，目前我國軍費開支保持較快增長，2018-2020年三年同比增長率分別為8.42%、9.32%和3.84%。目前，我國國防建設仍處于“補償式”發(fā)展期，同時即將進入第二階段現(xiàn)代化建設，預計軍費有望保持長期增長態(tài)勢，光纖陀螺是精準打擊武器的重要組件，其市場受國防開支影響較大，據(jù)統(tǒng)計2021年中國光纖陀螺市場規(guī)模達156.6億元，同比增長21.21%，并在未來長期保持穩(wěn)健增長態(tài)勢，預計2024年中國光纖陀螺市場規(guī)模將達到257.7億元。

2014-2024年中國光纖陀螺市場規(guī)模統(tǒng)計及預測

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自20世紀70年代現(xiàn)代光纖陀螺設想提出以來,光纖陀螺關鍵技術發(fā)展至今已取得重大突破，應用領域不斷拓展。美國是最早進行光纖陀螺研究和應用的國家，相關單位有美國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，其主要研究機構有東京大學尖端技術室和日立、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用技術也較為成熟。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)展基礎上，目前我國光纖陀螺性能和應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、J1單位、北京理工大學、浙江大學及航天科工集團、航天科技集團、兵器工業(yè)集團等軍工集團下屬科研單位。

國內(nèi)外光纖陀螺研發(fā)生產(chǎn)單位

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更多本行業(yè)詳細的研究分析見共研網(wǎng)《2023-2029年中國光纖陀螺行業(yè)全景調(diào)查與前景趨勢報告》，同時共研產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、政策研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、可行性分析、商業(yè)計劃書、IPO咨詢等產(chǎn)品和解決方案。

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