由于定向精度高、不受气候条件限制、在任何时间和地点都可以实施全天候自主寻找真北方向测量,炮兵陀螺经纬仪成为炮兵测地保障中用以确定方位的主要仪器之一。目前装备的炮兵陀螺经纬仪在寻找真北方向时通常采用人工测量,自动化程度低,已无法满足现代炮兵作战的要求。为适应信息化条件下炮兵作战的要求,结合现代传感技术、现代数字信号处理技术及自动控制技术,以现行装备的炮兵陀螺经纬仪为基础,探索与实现炮兵陀螺经纬仪测量方式的数字化及自动化很有必要。本文首先分析了陀螺寻找真北方向技术在国内、外发展概况,研究了炮兵陀螺经纬仪的工作原理及其测量方式。通过与利用磁针寻找真北方向、利用天文测量确定方位等方法的对比分析,利用具有惯性特性的陀螺仪寻找方位,其特点显著:不受气候条件、观测时间和测量地点的限制,完全可以实现全天候、自主寻找真北方向测量作业,且测量时间短、操作简便、定向精度高,从而满足野外机动及全天候测量工作的使用需要,并广泛应用于各个方面,使得陀螺寻找真北方向技术得到快速发展。国内陀螺经纬仪基本上都处在半自动化水平,关键步骤需要手工干预。而由于炮兵装备技术的发展,大大提高了炮兵火力的反应速度,使得作为炮兵射击指挥基础工作的测地保障面临着严峻的挑战,不能适应未来战争快速、全天候伴随保障的要求。关键原因是快速获取精确方位的问题一直没有解决。该课题的研究直接针对已列装的炮兵陀螺经纬仪,改进其不足,研究探讨炮兵陀螺经纬仪自动测量的数字化等技术,以实现炮兵陀螺经纬仪定向测量的自动化,将会直接指导部队的训练。满足炮兵作战快反的需要是本文研究的主要目的。本文立足现有装备,对经纬仪实装进行改造,在高低装置和方向装置上装设数字传感器,改进炮兵陀螺经纬仪原有的主要的光路系统,实现了陀螺仪与经纬仪光标信号的采集,构建了炮兵陀螺经纬仪运动信号的数据采集和信号处理系统。根据炮兵侦测保障的特点和要求,提出了利用磁针快速确定粗北方向的方法,可作为实用的辅助方法,更适合部队实际。本文研究分析炮兵陀螺经纬仪的寻找真北方向原理的基础上,设计了陀螺仪数字化测量系统,实现了炮兵陀螺经纬仪数字化,其方案满足自动化测量作业的要求。