陀螺仪确定方向的基本原理

陀螺仪确定真北方向的原理 

定轴性和进动性

陀螺仪确定真北方向的原理主要基于其两个重要特性：定轴性和进动性。

1. 定轴性：陀螺仪在没有外力矩的作用下，其转轴的方向始终指向初始恒定方向。这就是说，陀螺仪的转轴在运动中角动量的方向始终保持不变。

2. 进动性：在外力矩的作用下，陀螺仪的转轴会产生进动，沿最短路程向外力矩的旋转轴所在铅垂面靠拢，直到两轴处于同一铅垂面为止。

当陀螺仪的陀螺高速旋转时，其转轴不在地面真子午线的铅垂面内，陀螺转轴在地球自转的力矩作用下产生进动，向真子午线和地球自转轴所在的铅垂面靠近，从而自动地指示出真北方向。

需要注意的是，高速旋转的自由陀螺的转轴在惯性作用下不会静止在真北方向，而是在真北方向左右摆动。陀螺转轴东西摆动的最大振幅处称为逆转点。因此，陀螺仪与经纬仪相结合，用经纬仪跟踪光标东西逆转点，读取水平度盘读数并取其平均值，从而求得真北方向。