光纖陀螺測斜儀雖然稱為陀螺儀，元件里卻沒有機械陀螺轉子。光纖陀螺儀實際是一種基于薩格奈克(Sagnac)效應的角速度敏感元件。 薩格奈克效應是：當光束在一個環形的通道中前進時，如果環形通道本身具有一個轉動速度(角速度)，那么光線沿著通道轉動的方向前進所需要的時間比逆著這個通道轉動方向前進所需要的時間要多。
也就是說，這兩個前進方向上，兩光束的光程相對于通道在靜止時的光程都發生了變化。如果用不同方向上前進的兩光束產生干涉來測量環路的轉動速度，就能制造出干涉型光纖陀螺儀。
如果利用這種環路光程的變化來實現在環路中不斷循環的光之間的干涉，也就是通過調整光纖環路的光的諧振頻率進而測量環路的轉動速度，就能制造出諧振式光纖陀螺儀。
光纖陀螺測斜儀具有很高的精度和靈敏度。現在比較先進的光纖陀螺儀已經達到0.01度/小時的靈敏度。與硅微機械陀螺相比，角速度的靈敏度高了好幾個數量級。
利用它對角速度的高靈敏度特點，我們可以用它來測量地球自轉的角速度矢量，再進行計算處理就能確定鉆孔的傾斜方位。
這個方位是相對地球北極方向的方位，有人稱作真北方位角。這種陀螺測斜儀稱為自尋北陀螺測斜儀，是目前最好水平、用途很廣的測斜儀(地學儀器)。
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