陀螺定向的方法之一，它是通過測定陀螺靈敏部經過中天(分劃板零刻畫線)的時刻t和擺幅a，確定真北方向。
這種方法用於記錄恆星中天的時刻，是測時的主要方法。
基本介紹
陀螺儀尋北,測量方法,方法一,方法二,測量要點,定近似北,準確讀數,零位改正,半周期中天法,套用,
陀螺儀尋北
中天法是機械陀螺儀精密尋北中最常用的測量方法之一。
陀螺經緯儀是一種精密的測量真北的儀器，廣泛套用於測繪、礦山、隧道、軍事、航空和航天等領域。隨著全球科學技術的不斷進步，各種新型陀螺儀相繼問世。
同時陀螺經緯儀向著定向速度快、一次觀測精度高的方向發展。科學家不斷改進原有的陀螺經緯儀，使其定向速度和一次觀測中精度在原來的基礎上有很大的提高。
陀螺經緯儀
陀螺經緯儀
陀螺儀定向的中天法，是在照準部處於固定狀態下最常用的方法．在尋北測量中，中天法尋北一般必須1～1.5箇中天周期以上才可以計算測量結果。目前，在各種陀螺儀尋北上套用的中天法，都是從游標穿過零刻線時開始測量。
測量方法
方法一
陀螺轉子軸經過中天時刻圖由中天時間計算左右擺動的時間差
， 由公式
計算近似北方向的改正數
(式中c為比例係數，可由觀測數據或由擺動周期計算)，從而得到真北方向在度盤上的讀數
若再觀測某一待定向方向的角值，即可得到該方向的方位角.與中天法屬於同類的還有記時擺幅法和改化擺幅法等方法。
方法二
中天法原理圖a、b、c為儀器誤差。其中b由水平軸與鉛垂線不正交引起，稱為水平差，可以用儀器上的水準器測定；c由望遠鏡準直軸與水平軸不正交引起,稱為準直差，可用轉軸觀測的方法加以消除；a是儀器水平軸與正東西方向之差，稱為方位差。
觀測一組恆星後，可以用最小二乘法同時求出鐘差u和儀器的方位差a。
在不轉動經緯儀或全站儀的情況下，通過記錄陀螺儀逆轉點的R擺幅、L擺幅及游標每次通過零分劃時的時間（連續記錄於不少5次），計算出真北方向值的方法，其精度可達±20″。
測量要點
定近似北
在中天法觀測時, 一定要注意準確定近似北。
我們是採用先測出一個較準確的近似北，在此方向上，作一個記號， 以便下幾個測回都可照此點進行觀測。在已知邊上測定儀器常數時，採用先測出測線方向值，然後與已知測線方位角反算北方向值，在此方向上作標誌。這種方法既簡單又能提高中天法的觀測精度。
陀螺經緯儀
陀螺經緯儀準確讀數
在中天觀測時， 中天時間讀數應準確。
要做到這一點：
( 1 ) 平時對秒表讀數應熟練；
( 2 ) 讀數時應集中精力， 應儘量控制中天時間讀數誤差在
0.1秒之間。
零位改正
半周期中天法
由陀螺儀尋北原理，機械陀螺儀的尋北擺動可近似認為簡諧振動，則陀螺儀在一次測量中的擺動是周期振動。半周期中天法理論，要求在尋北測量中陀螺儀游標必須穿過一次速度最大點、一次照準部零點及一次逆轉點。
半周期中天法原理圖
半周期中天法原理圖游標速度最大點為理論上的陀螺擺動平衡位置，逆轉點處游標運行速度為零。
這樣，游標運動曲線和游標速度曲線都不會少於1/4周期。游標運動曲線可以計算出陀螺尋北上半周期T ；而游標速度曲線可以計算陀螺不跟蹤擺動周期
；兩條曲線共同得到尋北擺幅的信息。
如圖示，其中
～
為陀螺擺動時間。
在半周期中天法中，陀螺尋北上半周期：
陀螺不跟蹤擺動周期：
所以
可以求得。
在理論上，速度曲線的峰值處為陀螺擺動的平衡位置。為此取圖中A，B兩點中間位置的擺幅，與擺幅
相減得到
．游標信號通過CCD採集獲得，速度曲線通過對游標運行曲線進行曲線擬合得到。
按照中天法公式
就可以計算尋北測量結果。
套用
中天法不進行緊張的跟蹤觀測，觀測方便。在靈敏部擺動過程中，觀測者不用手接觸儀器，避免了人為的乾攏, 使擺動穩定。
