为复原古代指南车，对行星齿轮及差速齿轮原理进行研究。采用兰彻斯特指南车构型，通过3D打印和光刻技术制作指南车的外壳、齿轮及传动轴，实现了指南车的复原。通过分析误差，可知古代指南车具有精度不足等缺点。为减少误差，摒弃齿轮结构，采用电机及单片机控制，实现平面高精度定向。进一步分析指南车运动场景，对在三维曲面运动的指南车进行研究。为校正因三维运动而出现的指向误差，提出一种三维校核计算方法。通过对车轴运动角度的监测，实现曲面运动下的定向。校核后的指南车适用于大多数路况，在机械制造、国防军工等领域有较大应用前景。