陀螺仪确定真北方向的基本原理

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精选答案

陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质,所制造出来的定向仪器.不过它必需转得够快,或者惯量够大(也可以说是角动量要够大).不然,只要一个很小的力矩,就会严重影响到它的稳定性.就像我们可以轻易的改变旋转中车轮转轴的方向一样.所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是靠内部所提供的动力,使其保持高速转动.

陀螺仪通常装置在除了要定出东西南北方向,还要能判断上方跟下方的交通工具或载具上,像是飞机、飞船、飞弹、人造卫星、潜艇.等等.它是航空、航海及太空导航系统中判断方位的主要依据.这是因为在高速旋转下,陀螺仪的转轴稳定的指向固定方向,将此方向与飞行器的轴心比对后,就可以精确得到飞机的正确方向.罗盘不能取代陀螺仪,因为罗盘只能确定平面的方向；另方面陀螺仪也比传统罗盘方便可靠,因为传统罗盘是利用地球磁场定向,所以会受到矿物分布干扰,例如受到飞机的机身或船身含铁物质的影响；另方面在两极也会因为地理北极跟地磁北极的不同而出现很大偏差,所以目前航空、航海都已经以陀螺仪以及卫星导航系统作为定向的主要仪器.