近日，一臺邊長達(dá)2.5米的大型激光陀螺儀原型機(jī)在湖南建造成功并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，這是國際上目前投入實(shí)用的最先進(jìn)技術(shù)方案首次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)自主試制。據(jù)悉，該原型機(jī)由湖南二零八先進(jìn)科技有限公司（下簡稱“二零八公司”）技術(shù)團(tuán)隊研發(fā)，填補(bǔ)了我國在大型激光陀螺建造領(lǐng)域的空白，為進(jìn)一步推進(jìn)該領(lǐng)域的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。

激光陀螺儀——航天航空關(guān)鍵器件，卻被外國長期“卡脖子”

激光陀螺儀是高精度慣性傳感器的一種，主要用于感知物體的角運(yùn)動，其核心是呈四邊形或三角形的環(huán)形激光器。與加速度傳感器組合制成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)后，可以不依賴GPS精確地解算出運(yùn)動載體在空間中的位置，是航空、航天、航海領(lǐng)域的關(guān)鍵器件之一。由于其在導(dǎo)航制導(dǎo)等軍事領(lǐng)域的巨大價值，激光陀螺儀一直名列各國出口管制清單之上。

目前國際上研究的激光陀螺儀主要分為兩大類，一類是小型的激光陀螺儀，在導(dǎo)航領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛；一類是大型的激光陀螺儀，具備大科學(xué)裝置特征。

小型激光陀螺儀一般邊長在幾厘米至十幾厘米量級，眾多海陸空天武器裝備以及相關(guān)民用領(lǐng)域中均使用了激光陀螺儀作為核心導(dǎo)航部件，最著名的如美軍的F-35、F-22戰(zhàn)機(jī)，波音、空客等民用航空器等。目前，小型激光陀螺儀的研究與生產(chǎn)相對成熟，我國在2010年左右就已成為全世界第四個可自主量產(chǎn)小型激光陀螺儀的國家。

大型激光陀螺儀是指邊長在米級以上的陀螺儀，巨大的面積優(yōu)勢賦予其極高的測量靈敏度和精度，其測量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出小型激光陀螺儀，這使其在世界時（UT1）測量、地球物理、大地測量、地震學(xué)等領(lǐng)域有著全新的應(yīng)用。但隨著尺寸增大其研制難度大幅提升，研制過程也需要在小型激光陀螺儀基礎(chǔ)上多花費(fèi)五至十年甚至更長的時間，同時需要大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行支撐。目前僅有新西蘭、德國、美國以及中國的部分科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，屬于高精尖的基礎(chǔ)科學(xué)裝置。我國在大型激光陀螺儀技術(shù)方案上一直未能獲得突破，相關(guān)領(lǐng)域面臨“卡脖子”困境。

有望實(shí)現(xiàn)高精度世界時（UT1）測量，我國大型激光陀螺儀獲重大突破

近年來，隨著衛(wèi)星導(dǎo)航、航空航天等科學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，在某些應(yīng)用中通常需要用到高時間分辨率甚至是實(shí)時的UT1參數(shù)。但UT1具有實(shí)時變化的特點(diǎn)，是地球定向參數(shù)(EOP，地球在空間的自轉(zhuǎn)角、地極坐標(biāo)（x、y）、歲差等參數(shù))中最難精確預(yù)報的參數(shù)，需要通過連續(xù)不斷地觀測來獲取，其解算的關(guān)鍵在于高精度測量地球參數(shù)——地球自轉(zhuǎn)角速度的瞬時值。大型激光陀螺儀作為一種高精度測量世界時（UT1）的重要技術(shù)，可以提供更加簡潔獨(dú)立、實(shí)時性更好的手段，不僅在科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域有廣泛用途，在國防和航天領(lǐng)域也具有戰(zhàn)略重要性。

在接到國內(nèi)某單位大型激光陀螺儀原型機(jī)的研制需求之后，二零八公司的研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)造性的提出了基于模塊化組裝的大型激光陀螺儀構(gòu)建方案和基于長變焦成像的精密諧振腔準(zhǔn)直系統(tǒng)，克服了超大尺寸材料加工和超長光路準(zhǔn)直的難題。在經(jīng)費(fèi)有限的情況下，自主搭建了超潔凈與隔振平臺，在狹小的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)盡最大可能先后完成邊長1m、1.5m、2m、2.5m大型激光陀螺儀原型機(jī)的搭建，實(shí)現(xiàn)了出光閾值小于1mA、地速自主出鎖、短時精度保持等初步目標(biāo)，積累了大型激光陀螺儀的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置、激光模式選擇等多個方面的重要數(shù)據(jù)。