主講人：黃艷玉航海儀器自由陀螺儀的視運動地球自轉產生的影響課程導入自由陀螺儀的視運動現象與規律自由陀螺儀主軸指北端的視運動規律何謂自由陀螺儀的視運動?什么是視運動?太陽東升西落就是一種視運動的現象東西地球上的觀察者看到自由陀螺儀主軸相對地球的運動稱為視運動課程導入地球自轉產生的影響以北緯A點為例vZ0SENPNPSωe

Aφ

φ

ω2ωe

北緯：ωe分解為：（ωe:地球自轉角速度,φ:地理緯度）ω1ω2=ωesinφ（垂直分量）ω1=ωecosφ（水平分量）南緯：相同ω1的作用使水平面SENW的東半平面不斷下沉西半平面不斷上升使水平面SENW的東半平面不斷下沉西半平面不斷上升地球自轉產生的影響以北緯A點為例北緯：南緯：相反ω2的作用使子午面SZN的N點不斷向W移動使子午面SZN的N點不斷向E移動vZ0SENPNPSωe

Aφ

φ

ω2ωe

（ωe:地球自轉角速度,φ:地理緯度）ω1ωe分解為：ω2=ωesinφ（垂直分量）ω1=ωecosφ（水平分量）地球自轉產生的影響以北緯A點為例如果陀螺儀的主軸置于太空中陀螺儀的主軸并不是靜止不動的而是不斷偏轉的那么到底是怎么運動呢vZ0SENPNPSωe

Aφ

φ

ω2ωe

（ωe:地球自轉角速度,φ:地理緯度）ω1自由陀螺儀的視運動現象與規律地球自西向東旋轉一周，陀螺儀主軸在方位上指向改變360°北極點處A位于地球上北極點的自由陀螺儀的視運動現象現象1自由陀螺儀的視運動現象與規律地球自西向東旋轉一周，陀螺儀主軸在高度上指向改變360°赤道某處B位于地球上赤道上自由陀螺儀的視運動現象現象2自由陀螺儀的視運動現象與規律在第一位置時當主軸和水平面平行時高度角為0°在第二位置時主軸的定軸性高度角下降變化了90°在第三位置時主軸高度角變化了180°在第四位置時主軸高度角變化了270°回到第一位置赤道某處B自由陀螺儀的視運動現象與規律北緯處自由陀螺儀在方位和高度上均出現變化北緯任意某處C位于地球上北緯任意某處自由陀螺儀的視運動現象結論3自由陀螺儀的視運動現象與規律高度角θ不變置于地極上自由陀螺儀視運動方位角α不變置于赤道上自由陀螺儀視運動高度角θ不斷發生變化置于北緯上自由陀螺儀視運動方位角α不斷發生變化高度角θ不斷發生變化方位角α不斷發生變化自由陀螺儀的視運動現象與規律結論由于陀螺儀具有定軸性，放在地球上的自由陀螺儀，受地球自轉的影響，將相對于地球表面產生視運動即隨同地球一起自轉的觀察者將會看到陀螺儀主軸在高度角θ和方位角α上不停地發生著變化安放在地球上的自由陀螺儀是不能直接作為指向儀器ZWNSE0自由陀螺儀主軸指北端的視運動規律以北緯某點為例由于垂直分量ω2的作用，地球的北點會不斷的向西偏轉主軸指北端相對于子午面的視運動1站在地球上，看不到ω2對地球的作用把陀螺儀主軸指北端放在北緯某點時由于我們認為地球是不動的所以你會看到ω2對主軸的作用是反向的右手定則ω2-ω2V2主軸指北端在向東偏轉自由陀螺儀主軸指北端的視運動規律以北緯某點為例由于垂直分量ω2的作用，地球的北點會不斷的向西偏轉主軸指北端相對于子午面的視運動1ZWNSEω2-ω2V20V2=Hω2=Hωesinφ

南緯：由于ω2反向，可以發現主軸的指北端在向西偏轉赤

道：由于φ＝0，陀螺儀的主軸是不會偏的WNSEZ0自由陀螺儀主軸指北端的視運動規律以主軸指北端初始偏子午面東側為例由于

1y，主軸指北端一側的地球水平面不斷下沉，則主軸指北端將上升主軸指北端相對于水平面的視運動2ω1V1

Z

XY

ω1y

Hω1xV1=Hω1y=Hω1sinα≈Hω1α若指北端初始偏西呢？ω2主軸指北端一側的水平面不斷上升，則主軸指北端將下降自由陀螺儀主軸指北端的視運動規律口訣南緯西偏北緯東偏全球一樣東升西降課