杨 骏，封海洋，赵 雪，孙海鹰，郭 霁，范 维

（1.中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁 抚顺 113122；2.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 抚顺 113122）

方位地理信息的获取是惯性技术的重要分支，然而陀螺寻北技术是一种不依赖于任何外部条件就可以测定真北方向的定向技术。随着科学技术以及经济建设的迅速发展，对陀螺定向技术的需求愈来愈多，特别是陀螺寻北应用技术在我国矿山测量方面应用更为广泛。

1 陀螺仪定位原理

1.1 陀螺仪来源

在实践生活中，一个不旋转的陀螺是不能够直接自立于桌面之上。但是，如果使陀螺绕其轴线高速旋转的话则会在摇摆中立于桌面而不倒，此时的陀螺有着3 种运动状态存在：①陀螺绕其自身轴线高速运动；②陀螺绕着相对于垂直地面做缓慢的公转；③一旦有干扰力陀螺相对于垂直的轴线发生摆动而轴之间的夹角由大变小再变大做着周期变化。由于摩擦力的作用，自转角速度不断下降，直至最后停止。陀螺效应由4 部分组成，分别为：定轴性、进动性、章动和陀螺动力效应。

1.2 陀螺效应原理

陀螺的定轴性是自转动量矩H，其方向永远沿着自转轴Oz，转子高速旋转运动的强弱状态和方向，陀螺不受任何力矩作用时，它的主轴将一直保持原始空间的状态。章动则是陀螺仪自转轴的实际运动,大部分则是在进动运动临近做极小幅度的快速震荡。而其进动性，进动角速度ω 的方向取决于动量矩H 和外力矩M 的方向，方向的确定则是根据右手定则：从动量矩H 沿最短路程握向外力矩M 的右手旋进方向为角速度ω 方向其大小为ω=M/H。……