導語  

近日,湖南二零八先進科技有限公司(以下簡稱“二零八公司”)重磅發(fā)布三款自主研發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品——NY-14型小型化低成本激光陀螺慣性測量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)、LMM-07型激光陀螺+MEMS混合慣性導航系統(tǒng)及GJ-01系列高精度傾角儀。這三款產(chǎn)品聚焦微型化、低成本、高精度的未來方向,全面覆蓋電動垂直起降飛行器(eVTOL)、無人機蜂群、水下無人潛航器(UUV)、雷達/通信穩(wěn)定平臺、工業(yè)監(jiān)測等十余個核心場景,精準賦能行業(yè)需求。這突破性成果將為國內(nèi)慣性器件及系統(tǒng)裝備的創(chuàng)新與應(yīng)用注入強勁動能,推動相關(guān)領(lǐng)域邁向更高水平。

一、技術(shù)矩陣:從軍工級精度到普惠化應(yīng)用的全域覆蓋

1. NY-14型激光陀螺慣性測量單元(IMU):微型化鑄建技術(shù)新優(yōu)勢

作為目前由二零八公司唯一一家推出的、國內(nèi)最小尺寸激光陀螺IMU產(chǎn)品(φ110×100 mm),其關(guān)鍵指標全面對標美國霍尼韋爾(Honeywell)公司HG5700型IMU,專為低空無人機、水下無人系統(tǒng)等場景設(shè)計。該系統(tǒng)采用二零八公司自研專用芯片模組以及基于石墨烯材料的熱管理技術(shù),在全溫域、強振動、大動態(tài)以及復雜電磁環(huán)境條件下提供軍工級可靠性。

  圖1   NY-14型激光陀螺慣性測量單元(IMU)

系統(tǒng)配備國內(nèi)最小尺寸的激光陀螺儀,邊長僅3cm,-40 ℃ ~ 70 ℃全溫精度最高可達0.05°/h,比例因子誤差小于20ppm,是目前市場上同尺寸競品中綜合指標最具優(yōu)勢的陀螺儀。

2. LMM-07型激光+MEMS混合慣性測量單元(IMU):場景驅(qū)動的創(chuàng)新架構(gòu)

在依賴自主方位角維持精度的諸多場景中,單一傳感器路線往往顧此失彼。例如,三軸激光陀螺與三軸MEMS陀螺儀,各自占領(lǐng)高精度與低成本小體積領(lǐng)域,兩者之間產(chǎn)品斷檔嚴重。湖南二零八公司創(chuàng)新提出“軸向分級優(yōu)化”策略,通過激光與MEMS技術(shù)的精準融合,打破行業(yè)桎梏:核心航向軸(Z軸)采用激光陀螺,以高精度陀螺儀確保方位角長期穩(wěn)定;橫向運動軸(X/Y軸)選用高性價比MEMS陀螺,結(jié)合智能算法動態(tài)抑制偏差,顯著降低系統(tǒng)綜合成本。

圖2  LMM-07型激光+MEMS混合慣性測量單元(IMU)

“混合架構(gòu)的本質(zhì)是讓技術(shù)為場景服務(wù),而非盲目追求參數(shù)堆砌?！焙?08公司技術(shù)負責人強調(diào)。該系統(tǒng)通過關(guān)鍵軸向性能聚焦與冗余功能優(yōu)化,既滿足用戶對核心指標的嚴苛要求,又避免為次要功能支付過高成本。此外,其寬溫域適應(yīng)性與抗沖擊能力,可從容應(yīng)對車載顛簸、深海高壓等極端工況,為若干場景的定位導航應(yīng)用鋪平了道路。

3.  GJ-01型高精度傾角儀:自研加速度計架構(gòu)定義行業(yè)精度

GJ-01型傾角儀基于二零八公司獨創(chuàng)的“正交三軸加速度計”測量模型,以水平面為基準,通過高靈敏度石英撓性加速度計捕捉微小傾角變化,實現(xiàn)靜態(tài)精度優(yōu)于2角秒,刷新國內(nèi)紀錄,同時結(jié)合動態(tài)溫度補償算法,可將溫度漂移抑制至角秒級/℃水平。其核心優(yōu)勢在于:  

1)軍工級可靠性:采用軍用標準設(shè)計與驗證流程,通過極端工作溫度(-40℃~70℃)、振動及沖擊測試,適配野外勘測、艦載設(shè)備等嚴苛環(huán)境;  

2)智能動態(tài)響應(yīng):內(nèi)置高精度采樣電路與實時數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),可在設(shè)備晃動、機械啟停等動態(tài)場景中保持測量穩(wěn)定性;  

3)長周期免維護:零位穩(wěn)定性突破月級衰減極限,大幅降低工業(yè)場景下的校準頻次與運維成本。  

圖3  GJ-01型高精度傾角儀

“傳統(tǒng)傾角儀在微小角度測量時易受環(huán)境干擾,國內(nèi)外更多采用的是基于MEMS陀螺儀的技術(shù)方案,而GJ-01型通過使用二零八專門研制的小量程高精度石英加速度計,實現(xiàn)了傳感器架構(gòu)創(chuàng)新,讓‘穩(wěn)如磐石’的精度成為常態(tài)?！焙?08公司技術(shù)負責人表示。

二、場景革命:從戰(zhàn)場到工地的全生態(tài)賦能

二零八公司此次發(fā)布的三款產(chǎn)品通過技術(shù)互補,形成覆蓋空、海、陸全域的一體化解決方案。在低空經(jīng)濟領(lǐng)域,激光陀螺系統(tǒng)以輕量化設(shè)計進一步突破體積限制,為無人機等無人載具提供高精度定位與姿態(tài)獲取能力;針對水下與車載場景,激光+MEMS混合慣導系統(tǒng)憑借自主航向維持技術(shù),在無衛(wèi)星信號環(huán)境下保障水下探測器精準定位與移動通信設(shè)備穩(wěn)定指向;而在工業(yè)與國防領(lǐng)域,高精度傾角儀通過毫米級形變感知與動態(tài)響應(yīng)特性,為大型基建安全監(jiān)測、軍事裝備調(diào)平等場景構(gòu)建更加精準防護屏障。

三、國產(chǎn)化突圍:技術(shù)自立背后的產(chǎn)業(yè)雄心

激光陀螺儀在關(guān)鍵指標上優(yōu)于目前已經(jīng)成熟裝備的其他種類陀螺儀,在世界各國的海陸空天各型武器裝備以及波音與空客的民航飛機上都有廣泛應(yīng)用【引用,深度-國外激光陀螺的發(fā)展與應(yīng)用——海鷹資訊】。最典型如美國F-35戰(zhàn)機、F/A-22戰(zhàn)機等,此外,美國援烏的"海馬斯"火箭炮系統(tǒng)最近被證實采用了小型化的激光陀螺慣導系統(tǒng),在俄烏戰(zhàn)場復雜電磁環(huán)境中實現(xiàn)了低成本高精度打擊,印證了激光陀螺依然是嚴苛環(huán)境條件與低成本下極具生命力和競爭力的器件。

湖南二零八公司總工程師表示:“激光陀螺儀技術(shù)早在二十年前就實現(xiàn)了中國化,但工業(yè)化路程較為緩慢,價格較高以及易用性較差給大規(guī)模低成本應(yīng)用帶來了障礙。在工業(yè)技術(shù)有了長足進步的今天,應(yīng)該像制造手機那樣制造激光陀螺儀!”2024年,公司在浙江紹興開始建設(shè)自動化規(guī)模產(chǎn)線,即將實現(xiàn)激光陀螺的極低成本批量化制造,為低空經(jīng)濟等民用領(lǐng)域提供高性價比產(chǎn)品。

湖南二零八公司此次發(fā)布的三款產(chǎn)品,以100%國產(chǎn)化為基底,全面展現(xiàn)了中國高端慣性傳感器產(chǎn)業(yè)的自主化能力。通過核心芯片、新型材料及算法的全鏈路突破,企業(yè)不僅實現(xiàn)了從材料、器件到系統(tǒng)的技術(shù)閉環(huán),更打破了傳統(tǒng)器件高性能器件不能向民用低成本領(lǐng)域拓展的困局。激光陀螺的微型化設(shè)計對標國際標桿,混合架構(gòu)以自主算法優(yōu)化非核心軸向性能,傾角儀則憑借超高精度填補國內(nèi)技術(shù)空白——這些突破標志著國產(chǎn)慣導技術(shù)從“替代跟隨”轉(zhuǎn)向“自主定義標準”,為產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同升級提供關(guān)鍵支撐。

“國產(chǎn)化的核心價值在于技術(shù)主權(quán)。”行業(yè)分析人士指出,“二零八公司通過底層技術(shù)攻堅,將產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)牢牢握在手中。這種能力不僅關(guān)乎成本與性能,更意味著在高端裝備競爭中,中國企業(yè)的規(guī)則定義權(quán)正在增強?！?

結(jié)語

從激光陀螺的“毫米級空間”到傾角儀的“秒級精度”,湖南二零八公司以三款創(chuàng)新產(chǎn)品完成慣性導航領(lǐng)域的新產(chǎn)品拼圖。

在人工智能高度發(fā)展的今天,人類語言與視覺理解已經(jīng)完成初步替代,未來的進一步實景化發(fā)展有賴于傳感器的微型化與點陣化,慣性器件作為其中重要的一種傳感器有望迎來發(fā)展的黃金期,基于更高精度與更小體積慣性傳感器,更多的應(yīng)用場景即將誕生,二零八公司也正在積極研發(fā)下一代半球諧振陀螺與微半球MEMS諧振陀螺,在高端裝備自主化與場景智能化的大潮中,正以"中國精度"搭建時空感知版圖,為人工智能從感知智能邁向決策智能提供硬件底座支撐。