甲午战后，海上交战距离已经超过2500米，简单瞄准器不轻随应这种远距离需要，作为直接指挥火炮射击的枪炮长急需一种能够快速测定目标距离、航向和航速的新办法()。

于是由北洋科技重工的一大批专家们开始进行相关的研究。很快，由陀螺仪、光学仪器和计算尺组成的最初的火控系统诞生了。陀螺仪是必备的，他是用来解决射击的首要问题的。因为战舰在交战是不可能停下来，就算停下来射击，放浪的影响也势必造成舰体摇摆不定，影响火炮射击精度。陀螺仪的作用是确定一个水平参考面，在射击前测出舰体纵横摇摆引起的甲板倾斜，并修正其对火炮射击的影响，所以不管舰体如何摇摆，舰炮都能以水平面为基准进行射击了。

而大型舰载光学仪器则由德国引进，经过北洋科技光学实验室改进安装在军舰上，用以测量5000米外的海上目标。

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