尋北精度對于確定地面車輛、海上船只和空中飛行器的方向至關重要，同時也是確定Qibla方向（朝拜方向）的參考基準。經緯儀主要用于角度測量應用，包括確定穆斯林進行祈禱朝拜的方向。然而，通過經緯儀從室外逐點轉移到室內需要多個專業人員，過程非常復雜。

因此，迫切需要一種基于真北的高精度、緊湊、可移動的測向和標記系統，并且成本低，并對非專業人士來說易于使用。該系統設計必須堅固耐用，能夠廣泛適用于高層建筑內外以及不同的地理環境。

據麥姆斯咨詢報道，近期，莫納什大學馬來西亞分校、馬來西亞國立大學的研究人員利用MEMS陀螺儀、加速度計和全球定位系統（GPS）開發出一種高精度、低成本的尋北定向系統原型。其MEMS陀螺儀的零偏穩定系數為0.001241°/s，小于地球角速度0.0042°/s，適用于尋北測量。經現場測試證明，基于真北確定Qibla方向的系統原型在尋北定向方面的平均準確率為99%，誤差為0°7′6"。相關研究成果已發表于IEEE Access期刊。

該尋北系統由發射模塊和接收模塊組成。放置于室外的發射模塊包括一個GPS定位系統，以提供位置信息（緯度和經度），并將信息通過433MHz射頻無線通信技術傳送到建筑物內部的接收模塊，之后利用矢量代數公式處理位置信息，以確定Qibla角度。置于室內的接收模塊由安裝在步進電機水平旋轉激光器上的MEMS陀螺儀和加速度計組成，用于檢測真北并標記方位。

基于GPS的發射模塊

基于MEMS陀螺儀和加速度計的接收模塊

a）安裝在發射模塊中的433 MHz v1.1射頻收發模塊；b）安裝在接收模塊中的RFBee 433 MHz UART無線模塊（1km）

研究人員通過實施四點靜態旋轉方法來補償陀螺儀的零偏，并通過數字互補濾波器系統來濾除數據中的漂移誤差和波動，從而實現測量精度。

當MEMS陀螺儀朝向a）真北、b）東、c）南、d）西時的輸出測量

每個測量點的測量結果代表每個方向50次測量的平均方位角

為了評估該尋北系統原型的可行性和穩定性，研究人員在馬來西亞的三個地點進行了現場測試，每個地點都具有不同的地理環境，并分別采取了四種測試情況。根據現場測試結果，兩個模塊的最大通信距離為600m，最大通信高度為14.58m?，F場測試結果由馬來西亞法定機構（國家測繪局、伊斯蘭教發展署和國家穆夫提部門）審定。結果表明，基于真北確定Qibla方向的原型系統在尋北定向方面的平均精度達到了99%，誤差為0°7'6"。

經過各項實驗，驗證了該尋北系統原型具有四方面優勢。首先，該原型可以處理不同的現場情況，由于可以適當抑制誤差，因此能夠提供高度準確的讀數。其次，基于GPS的發射模塊放置在建筑物外部，基于MEMS陀螺儀和加速度計的接收模塊置于建筑物內部，雙模塊配置使得測量過程更加靈活。第三，所有計算和檢測都由系統自動完成，易于非專業人員使用。用戶只需要放置模塊并確保它們能夠正常通信即可。最后，其發射模塊非常緊湊輕便，而相對較大的接收模塊也僅重1.5kg左右。因此，該原型能夠實現在多個子位置進行批量方位標記。

研究人員稱，未來的工作將聚焦于縮短尋北所需的時間，并將接收模塊設計得更加緊湊和耐用。