陀螺罗经的主轴在方位上偏离地理真北方向的角度称为陀螺罗经误差。陀螺罗经误差也是船舶真航向与陀螺罗经航向之间的差值或真北与陀螺罗经北之间的差角。陀螺罗经误差有纬度误差、速度误差、冲击误差、摇摆误差和基线误差。 纬度误差 (latitude error)
纬度误差产生的原因
位于北纬φ处的具有阻尼重物的水银器式罗经,稳定后罗经主轴并不恰好位于子午面内,而是偏离子午面一个角度αr,当罗经的结构参数M、MD确定后,αr角仅与地理纬度φ有关,故称为纬度
误差。
产生纬度误差的原因是由于了采用垂直轴阻尼法。因此,纬度误差是采用垂直轴阻尼法罗经特有的误差;它属于垂直轴阻尼法陀螺罗经固有的特性。
纬度误差的消除方法
为了提高陀螺罗经的使用精度,应想方设法对纬度误差进行补偿,最好完全予以消除。实践中,对纬度误差的补偿方法有两种——外补偿法和内补偿法。
(1)外补偿法,是利用一套解算装置,根据误差公式计算出误差的大小和符号,从罗经的航向读数中扣除误差的方法。可通过转动基线或罗经刻度盘,使基线与转动的角度等于误差值,或罗经刻度盘使其转动的角度与纬度误差αrφ等值反向,从罗经刻度盘上读取的航向即为不包含误差的真航向。需强调指出,外补偿法仅从罗经刻度盘中扣除误差值,并未改变罗经主轴的稳定位置。
(2)内补偿法或称力矩式补偿法,是利用一套解算装置,计算并输出与误差相关的补偿力矩,抵消引起误差的力矩，使主轴可稳定在子午面内,从根本上消除了误差的方法。
在实践中纬度误差内补偿方案有两种:对陀螺罗经的水平轴OY施加纬度误差补偿力矩,即MYφ＝Hω2；或对罗经的垂直轴OZ施加纬度误补偿力矩,即MZφ＝εHω2。在Sperry MK37型罗经中采用垂直轴内补偿方案（ε＝（MD/M））。在阿玛—勃朗10型罗经中采用水平轴内补偿方案。
需要说明的是，补偿力矩的符号是与罗经所在纬度极性有关的，如将符号取反，不仅不能消除误差，反而使误差增大一倍。因此，使用罗经时应正确判断纬度极性。
速度误差(speed error)
在第一章中所讨论的陀螺罗经稳定位置都是建立在罗经基座为静止状态。但是一部罗经总是要随船运动,即基座不是静止的。基座的运动会使罗经主轴的牵连运动速度发生变化,结果必然引起罗经稳定位置发生变化。使罗经产生了新的误差——速度误差。船舶以恒向恒速运动时，陀螺罗经主轴的稳定位置，与航速为零时主轴的稳定位置二者在方位上的夹角称为速度误差。速度误差是与船舶速度、航向和地理纬度有关的指向误差。注意,速度误差仅指船舶作恒向恒速运动时出现的指向误差,不考虑任何加速度的影响。
速度误差的物理实质及其特性
物理实质
速度误差的特性
从速度误差公式看出它具有下列特性:
①速度误差仅与船舶航速V,航向C及所在地纬度φ有关,与罗经结构参数无关,因此只要船舶运动,任何类型罗经都有这种误差,是一原理性误差,是所有陀螺罗经的共性之一。
②速度误差随船速而变化,船速V越大,速度误差越大;反之亦然。
③由于cosφ随纬度φ的增高而减小,因此φ增高时,速度误差增大；若φ高过70°时, Reωecosφ变得很小，与VsinC可以比拟，简化公式（2－6）计算精度降低，应采用完整公式（2－5）计算速度误差。
④速度误差随船舶航向C而变,在0°和180°航向上,即正北正南时,速度误差最大;在90°和270°航向上,即正东正西时,速度误差为0。
1.速度误差的消除
当船舶航速变化较大（例如5kn）或航行纬度变化较大（例如5°）或航向变化较大（例如15°）时，需对航速误差进行消除。其消除方法如下：
（1）速度误差校正表
把αrv按不同的航速V航向C和地纬度φ计算后绘成表格或图表的形式,以便使用罗经时查用。注意误差符号与航海习惯一致。使用时,先根据船舶航速、罗经航向和所在地纬度,在表中查取速度误差值;再根据罗经航向确定符号;根据公式:真航向=罗经航向十速度误差,确定船舶真航向。若表中无对应的航速、罗经航向和纬度时,则利用内插法求之。
（2）外补偿法
在下重式罗经中,利用外补偿法来消除罗经的速度误差。通常在主罗经上设置速度误差校正器,用机械方法按照速度误差的表达式算出αrv值并在航向读数中予以扣除。
（3）内补偿法
利用施加补偿力矩来补偿误差的方法。通常忽略船舶航速东西分量VE的影响，采用向垂直轴施加速度误差补偿力矩的方法消除误差。
冲击误差(ballistic error)
船舶作机动航行(变速变向航行)时,所出现的惯性力对罗经的影响引起的误差,称为冲击误差。惯性力作用在陀螺罗经重力控制设备上而产生的冲击误差，称为第一类冲击误差,(ballisticdeflection error)；惯性力作用在阻尼设备上而产生的冲击误差，称为第二类冲击误差(ballisticdamping error)。
第一类冲击误差(ballistic deflectionerror)
主轴冲击进动的三种情况
惯性力使主轴进动,可能出现下列三种情况:
①当船舶机动终了时,主轴正好进动到新的稳定位置r2, ,这时,主轴在稳定点r2处是稳定的,主轴虽然偏离真北一个αrv2角(这是一个速度误差值),经过补偿后,罗经航向盘上没有误差存在;
②当船舶机动终了时,主轴在船舶机动航行的持续时间内,尚未来得及由旧的稳定位置r1转向机动终了时的新稳定r2,而是落后于r2位于1的位置。
⑧在船舶机动航行的持续时间内,罗经主轴的进动超过了机动终了时新稳定位置r2而抵达1处。
经过3/4周期,约为1h,主轴可稳定在新的稳定点处,第一类冲击误差为零。
不产生第一类冲击误差BI的非周期过渡条件(aperiodictransitional condition)
凡是摆式罗经其等幅摆动的周期T0=84.4min时,在船舶机动航行时间内,主轴将由机动开始时的旧稳定位置非周期地过渡到机动终了时的新稳定位置去,而不产生第一类冲击误差。该非周期过渡条件是由德国数学家舒拉(Sohuler)于1923年首次导出的,故通常又称之为舒拉条件。或称舒拉周期(Schuler period)。
机械摆拭罗经在某一特定纬度轴上其等幅摆动周期为84.4min,以此来确定罗经的动量矩H和最大摆性力矩M等罗经结构参数,该纬度φ0称为机械摆式罗经的设计纬度。
通常在船舶机动终了时，第一类冲击误差之值BI为最大。开启液体阻尼器后，由于存在着BI，因此罗经主轴将在其新稳定位置附近作周期性的减幅摆动，最后抵达新稳定位置；一般说来，第一类冲击误差在船舶机动终了后经1h左右即可消失，因此船舶驾驶员在机动期间
或机动终了后约0.5h内读取罗经航向时应考虑该误差。
第二类冲击误差(ballistic damping error)
第二类冲击误差在船舶机动终了时较小，其最大值约在机动终了后经1/4阻尼周期时出现，经1h左右即可消失，故船舶驾驶员在机动期间或机动终了后约45min内读取罗经航向时应考虑该误差。
经分析知道,对于摆式罗经,第二类冲击误差BII有如下特点:当船舶所在纬度低于设计纬度时,第二类冲击误差和第一类冲击误差的符号相反:当船舶所在纬度高于设计纬度时,第二类冲击误差和第一类冲击误差的符号相同。
船舶机动时,总的冲击误差为第一类冲击误差和第二类冲击误差的和,即B=BI+BII。当φφ0时,BI与BII符号相反,总的冲击误差减小,一般不作处理;当φ>φ0时,BI与BII符号相同,总的冲击误差增大,所以在机动时,应关闭阻尼器。
其他误差
摇摆误差(rollingerror)
罗经的摇摆误差与罗经的结构参数、罗经的安装位置、船舶摇摆姿态、船舶所在纬度和船舶摇摆方向等参数有关。特别是船舶沿隅点航向(045、135、225、315)航行且横摇时,摇摆误差最大。
船用陀螺罗经均在结构上来取了有效措施成功地消减了摇摆误差。各系列陀螺罗经采用的方法如下:
⒈安许茨系列陀螺罗经
方法是在陀螺球内安放两个陀螺转子。两个转子的动量矩合成有北向动量矩,东西动量矩合成为零,与单转子陀螺球具有相同的特性。
2.斯伯利系列陀螺罗经
方法是采用调整液体在连液体通器内的流动周期远远大于船舶摇摆周期,从而有效地消减了摇摆误差。
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