导航级MEMS陀螺仪，作为科氏振动陀螺仪（CVG）的一种，具备体积小、重量轻、耗电少的优点。2019年，东南大学在音叉结构上的研究成果以及米兰理工提出的基于纳机电系统（NEMS）压阻应力传感的方案，展示了I型陀螺仪（I-CVGs）的典型构型。南京理工大学苏岩教授团队通过发表在《导航与控制》期刊上的文章，汇总了国内外公开的高性能MEMS陀螺仪技术，为同行的科氏力振动陀螺仪结构研究提供了参考。根据IEEE STD 1431的分类，MEMS谐振陀螺仪依据振动模式分为两类：一类是音叉式结构的I型，另一类包括半球、环形等结构的II型。 与具有大质量、大电容且工作在大频差模式下的I型相比，II型科氏振动陀螺仪（II-CVGs）因其机械灵敏度高和高品质因子（Q值）大而备受关注。清华大学开发了四质量陀螺仪，加州大学欧文分校（UCI）的双傅科摆陀螺仪也是这类结构的代表。II型陀螺仪通常在模态匹配或近似模态匹配的强耦合模式下工作，通过误差控制环路和低噪声读出电路来应对高鲁棒性和高精度的挑战。 要实现导航级的0.01(°)/h零偏稳定性目标，必须提升Q值、增大等效质量与检测电容以降低机械热噪声。正交误差可通过轴对称和差分输出抑制，结合静电力手段消除残余误差。锚点设计要合理布置多锚点以减少寄生电容和能量损耗。高精度工艺需优化封装与加工以提升结构对称度并解决频率裂解问题。低应力封装要匹配材料热膨胀系数以保证全温稳定性。精准测控要搭建多闭环控制系统实现模态匹配与频率调谐。 国内在该领域已经取得显著进步，但仍需从这些方面深入研究。I型陀螺仪面临哥式效应带来的机械增益小和电噪声大的问题；II型陀螺仪则需面对高鲁棒性和高精度的控制难题。这类技术还涉及了MEMS技术和国内工艺水平的提升，其零位噪声水平不断降低已具备导航级潜力。