一、引子

　　在刚刚结束的奥运会上，中国游泳健将潘展乐先是在男子100米自由泳决赛中，以46秒40打破由自己保持的世界纪录夺冠，在100米自由泳这种短距离项目中，领先对手差不多一个身位，游出了“史诗级”速度。随后，他又在男子4x100米混合泳接力决赛中，以分段45秒92的速度完成逆转，帮助中国队夺冠，打破美国队在该项目上长达40年的垄断，有力回击了西方“人种优越论”，潘展乐成为名副其实的“泳坛飞鱼”。很少人知道的是，潘展乐的卓越表现背后，竟然隐藏着一个“幕后功臣”——测绘高科技装备惯性制导系统。

图 潘展乐在巴黎奥运会夺冠男子100米自由泳决赛中夺冠（图片来源：新华网）

　　二、什么是惯性制导系统？

　　惯性制导系统（Inertial Guidance System）是一种利用运动物体自身的惯性进行导航和控制的高科技系统。它依靠精密的传感器和计算机来测量和分析物体的加速度和角速度，从而实现对物体运动状态的精准控制。在不依赖外部信号的情况下，惯性制导系统能够自主判断方向和速度，确保物体按照预定的轨迹移动。这种技术最早应用于军事导弹和航空航天领域，凭借其高精度和可靠性，被誉为“无形的舵手”。

　　在潘展乐的夺金之路上，中国科学家们通过对惯性制导系统进行“紧凑化”改良，研发出了可穿戴的陀螺仪（惯性制导系统）装备，这种装备能够准确捕捉运动员在训练时的各种运动数据。此外，原本是用来测试飞机导弹的风洞试验，也被用来给运动员模拟水流，看看哪种姿势阻力最小，效果最好。从而帮助运动员针对性地优化技术动作、减少水中的阻力、提高运动成绩。

图 游泳队员穿戴陀螺仪装备（惯性制导系统）进行运动姿态训练（图片来源《南华早报》）

　　三、惯性制导系统的广泛应用

　　潘展乐的成功，让我们看到了测绘在体育领域发挥的巨大作用，是我国测绘科技进步的生动体现。除了在潘展乐的奥运征途中助力，惯性制导系统还在许多其他领域展示了其广泛的应用价值。

　　在航空航天领域，惯性制导系统是火箭和卫星导航的核心技术，确保它们能够精确进入轨道；

　　在无人驾驶汽车中，它帮助车辆在复杂环境中保持精准的行驶路线；

　　在深海探测中，惯性制导系统则为潜水器提供可靠的导航，助力科学家探索未知的海底世界。

　　此外，这项技术还广泛应用于医学、虚拟现实、物流等与我们日常生活息息相关的领域。如用在手术机器人中，它可以帮助外科医生实现更精确的操作，降低手术风险；在虚拟现实和增强现实技术中，惯性制导系统用于追踪用户的头部和身体运动，提供更加沉浸式的体验；在物流领域，惯性制导系统则被用于自动引导运输设备和机器人，在大型仓库中实现高效、无缝的物资管理。

　　四、广州市规划和自然资源局积极开展惯性制导系统的应用

　　近年来，广州市规划和自然资源局积极组织广州市城市规划勘测设计研究院等单位，利用惯性制导系统优良特性，将惯性制导系统广泛应用于城市建设之中。

　　在隧道测量中，陀螺全站仪的惯性制导系统为隧道测量提供了精确的方位，该技术应用到广州地铁7号线、18号线、广州南沙开发区口岸站-凫洲站110/220KV电力管廊工程、220千伏环西电力隧道工程、广州市深层隧道排水系统东濠涌试验段工程等多个地下测量项目中，有效纠正了导线偏差，显著提高了测量精度。

图 装有惯性制导系统的陀螺全站仪

（图片来源：广州市城市规划勘测设计研究院自摄提供）

　　在地下管道测量中，装有惯性制导的陀螺管道定位系统能精确测定管道的空间位置，为管道的安全运营提供了数据支持；据不完全统计，广州市地下管线探测项目中，有54 km非开挖施工管线采用了惯导系统测量。

图 装有惯性制导的陀螺管道定位系统

（图片来源：广州市城市规划勘测设计研究院自摄提供）

　　在激光扫描领域，惯性制导系统为激光扫描仪提供了精确的位置及位姿信息，提高了扫描点云精度，该技术被应用到2022-2024年地下空间普查、古建筑保护测量广州发电厂文化遗产调查评估项目、地铁5号线东延段、地铁18号线车站验收项目等多个测量项目中。

图 装有惯性制导系统的移动式激光扫描仪

（图片来源：广州市城市规划勘测设计研究院自摄提供）

　　在无人驾驶汽车中，它帮助车辆在复杂环境中保持精准的行驶路线(详见广州市城市规划勘测设计研究院参编的《自动驾驶差分定位与惯导组合技术规程》CHT 2022-2024)