采用无触点支承的导航与定向设备在精度上占有优势地位。目前，静电陀螺被公认为是测量精度最高的陀螺仪，但是其的造价昂贵。针对以上问题，本文提出了一种全新的支承方式——超声波支承。研究表明，超声波支承技术有可能取代静电陀螺仪或磁悬浮陀螺仪采用的静电支承及磁支承技术，且在制作技术方面更易实现。 超声陀螺仪类似于静电陀螺仪，它也是一种自由转子陀螺仪，主要由超声鞍、球形转子、加转装置及信号读取装置等部分所组成。利用超声悬浮使球形转子悬浮起来，然后通过磁场加转系统使球形转子高速旋转。与框架陀螺仪相比有以下特点：结构简单，干扰来源少，支承作用点随转子相对壳体的线位移而移动。与静电陀螺相比有以下特点：悬浮支承力大，无电击穿问题，加工精度要求较静电陀螺仪低，造价相比而言低很多。 本文以《超声波支承陀螺仪的研究》为题，从陀螺仪原理出发，在深入研究超声学、非线性声学、振动学的基础上提出超声陀螺仪概念并就相关理论及试验进行了系统的研究。由于课题的内容庞大，本文主要侧重于以下几部分内容： (1)在国内外学者研究的基础上，对超声波陀螺仪的性能和工作机理进行分析。先对超声陀螺仪理想工作情况进行讨论，建立理想超声陀螺仪的转子运动方程；然后考虑实际超声波陀螺仪，根据超声陀螺仪“快"变化和“慢”变化两类运动变量求解其转子运动方程；最后对超声悬浮装置进行分析，分析单轴悬浮方式，然后在此基础上考虑三轴支承情况。 (2)从非线性声学出发分析超声陀螺仪所用超声无触点支承原理。首先考虑平面声场情况，解出欧拉平均压力和拉格朗日平均压力得出平面超声悬浮原理；然后引申到凹球面辐射声场情况，计算出凹球面声场的声压、声强。最后对三轴超声辐射力进行理论计算，得出超声辐射力和悬浮距离成反比关系的结论。