陀螺经纬仪介绍
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陀螺仪介绍三种型号产品一:全自动积分式陀螺经纬仪(全站仪)该产品采用积分法测量原理,在测量中除架设和瞄准外,整个过程无需任何人工操作,测量结束后,直接显示真北方位角。
实现了测量全过程的自动限幅、自动锁放、自主寻北。
该种型号的陀螺经纬仪(全站仪)在寻北精度及操作性方面在国内处于领先地位,可应用于高精度基准方位边的建立及火炮、雷达、大地测量、工程测量和矿山贯通测量等领域。
技术指标寻北精度:≤ 5″(1σ)寻北时间:≤12 min工作模式:寻北全自动工作温度:-20 ℃~+50 ℃使用纬度:75°S~75°N主机重量(不含经纬仪):≤15kg主机体积(不含经纬仪):φ230mm(最大直径)×430mm (高)产品特性积分法测量原理,可实现高精度寻北采用直流永磁陀螺电机,降低陀螺敏感部温升,设备稳定性好在较大偏北角(± 10°)条件下,自动完成粗寻北及精寻北过程,操作简单陀螺敏感部上锁、解锁全自动,仪器自动化程度高陀螺敏感部采用下挂式摆式陀螺,便于操作多层磁屏机构,屏蔽外部磁场,设备抗干扰能力强产品二:全自动阻尼式陀螺经纬仪(全站仪)该产品采用阻尼跟踪法测量原理,自动跟踪、自动锁放,整个测量过程中吊带不受扭,能够在较大偏北角条件下自动完成粗寻北及精寻北过程。
测量结束后,在陀螺经仪(全站仪)上直读真北方位角。
该种型号的陀螺经纬仪(全站仪)寻北速度快、体积小、环境适应性强。
可为火炮、雷达提供初始方位基准,并可应用于大地测量、工程测量和矿山贯通测量等领域。
技术指标寻北精度:≤ 15″(1σ)(初始架设角≤± 15°)寻北精度:≤ 10″(1σ)(初始架设角≤± 7°)寻北时间: ≤ 5min工作模式: 寻北全自动工作温度: -40 ℃~+50 ℃使用纬度: 75°S~75°N主机重量(不含经纬仪): ≤ 13 kg主机体积(不含经纬仪): φ200mm(最大直径)×450mm(高)产品特性阻尼跟踪法测量原理,吊带不受扭,仪器可靠性强采用直流永磁陀螺电机,降低陀螺敏感部温升,设备稳定性好在较大偏北角(± 10°)条件下,自动完成粗寻北及精寻北过程,操作简单阻尼机构设计使陀螺自转轴快速收敛于子午面,定向速度快陀螺敏感部上锁、解锁全自动,自动化程度高多层磁屏机构,屏蔽外部磁场,设备抗干扰能力强陀螺敏感部采用下挂式摆式陀螺,便于操作仪器设计紧凑,便于携带产品三:积分式陀螺经纬仪(全站仪)该产品采用积分法测量原理,在测量过程中只需将陀螺摆幅限制到一定的范围内,便可实现陀螺寻北的自动积分测量。
陀螺经纬仪工作原理
陀螺经纬仪是一种使用陀螺仪原理来测量方向和角度的仪器。
其工作原理如下:
1. 陀螺仪原理:陀螺仪是基于刚体运动学的原理。
当陀螺在一个力作用下旋转时,其角动量会保持不变。
利用这个原理,陀螺经纬仪可以通过测量陀螺转动时的角度和速度来确定物体的方向和角度。
2. 基本组成:陀螺经纬仪通常由一个陀螺仪和陀螺仪支架组成。
陀螺仪支架负责固定陀螺仪并提供支撑。
3. 工作过程:当陀螺经纬仪静止时,陀螺仪的转动轴指向地球的北极。
当陀螺经纬仪转动或受到外部扰动时,陀螺仪的转动轴会发生变化。
陀螺仪会通过检测自身的角度和速度来确定变化的方向和角度。
4. 输出信号:陀螺经纬仪会将测量到的方向和角度转换为电信号输出。
这些信号可以用来控制导航系统、飞行器或其他需要精确定位和导航的设备。
总的来说,陀螺经纬仪利用陀螺仪原理测量物体的方向和角度。
通过检测陀螺仪的角度和速度变化,可以确定物体的方向和角度,并将这些信息转换为电信号输出。
一、实习背景陀螺经纬仪是一种高精度的测量仪器,广泛应用于地质勘探、工程测量、海洋测量等领域。
本次实习旨在使同学们了解陀螺经纬仪的原理、构造、使用方法及操作流程,提高同学们的实际操作能力。
二、实习目的1. 熟悉陀螺经纬仪的原理、构造及使用方法;2. 掌握陀螺经纬仪的操作流程及注意事项;3. 提高同学们的实际操作能力,为今后从事相关领域工作打下基础。
三、实习内容1. 陀螺经纬仪的原理及构造陀螺经纬仪是利用陀螺仪和经纬仪相结合的测量仪器,通过陀螺仪的稳定性实现方位角的测量,经纬仪则用于测量水平角。
陀螺经纬仪主要由以下几个部分组成:(1)陀螺仪:陀螺仪是陀螺经纬仪的核心部分,其主要功能是提供稳定的方位角。
(2)经纬仪:经纬仪用于测量水平角,是陀螺经纬仪的辅助部分。
(3)三脚架:三脚架用于支撑陀螺经纬仪,保证仪器在测量过程中稳定。
(4)棱镜:棱镜用于反射目标点发出的光线,使光线通过仪器进行测量。
2. 陀螺经纬仪的操作流程(1)安装:将陀螺经纬仪放置在三脚架上,调整三脚架的高度和稳定性。
(2)对中:将陀螺仪的轴心与测站点中心对齐,确保测量精度。
(3)整平:调整陀螺仪的倾斜角度,使仪器水平。
(4)瞄准:通过瞄准器瞄准目标点,使目标点位于瞄准器中心。
(5)观测:读取陀螺仪和经纬仪的读数,记录观测数据。
(6)计算:根据观测数据,计算目标点的方位角和水平角。
3. 注意事项(1)操作过程中要确保仪器稳定,避免因振动导致测量误差。
(2)对中和整平是保证测量精度的关键,要严格按照操作规程进行。
(3)观测时要保持瞄准器与目标点的距离适中,避免因距离过近导致瞄准误差。
(4)记录观测数据时,要确保数据的准确性,避免因记录错误导致计算误差。
四、实习心得通过本次实习,我对陀螺经纬仪有了更深入的了解,掌握了其原理、构造、使用方法及操作流程。
以下是我的一些心得体会:1. 陀螺经纬仪是一种高精度的测量仪器,在工程测量、地质勘探等领域具有广泛的应用。
陀螺经纬(全站)仪最新技术介绍杨锟庞尚益吴学文黄立刚(陕西测绘仪器计量监督检定中心 710054)摘要:我中心自2010年建成陕西陀螺仪真北基准检校场至今,已经使用该场地检测了国内外各个厂家生产的不同准确度等级的陀螺经纬仪和陀螺全站仪数十台。
通过检测和相互对比,获得了一些数据,积累了一些经验,特别汇集整理这些资料,可作为国内生产厂家的参考,同时便于用户及时了解行业发展动态。
关键词:陀螺经纬(全站)仪技术特点1 引言陕西测绘仪器计量监督检定中心作为西北地区规模最大,技术实力雄厚的测绘仪器计量检定机构,不断与时俱进,提高技术水平,不断发展新业务。
我中心于2010年在陕西省泾阳县永乐镇国家大地原点院内建成了功能较强,性能稳定的陕西陀螺仪真北基准检校场,并随后开展了陀螺仪检测工作。
通过我们实际检测并对照其相应的出厂指标,对测量型陀螺仪目前最新的发展状况和水平进行了分析和总结。
2几种典型的国内外陀螺仪性能和特点介绍2.1德国DMT公司生产的GYROMAT 3000仪器:2.1.1主要功能特点:(1)温度警告在测量过程中,一旦仪器温度变化超过“环境模式”,通过设定容忍极限值,处理器将显示“温度警告”信息。
(2)偏移警告在测量过程中,一旦仪器振动中心点偏移超过“环境模式”,通过设定容忍极限值,处理器将显示“偏移警告”信息。
(3)温度适应为实现具体测量精度,仪器内部温度需适应周围温度变化在≤±5°C。
如果测量中温度高于此限制,仪器将显示温度警告。
(4)带零位老化效应带零位受重力、温度、水平度、扭转和机械压力影响,由重力造成的带零位改变将由内部校准测量自动校正.(5)重量:11 kg(不包括经纬仪)。
(6)具有三种测量程序测量精度:测量程序1: 1 mgon ( 1 ) *测量程序 2:10 mgon ( 1 ) *测量程序 3: 5 mgon ( 1 ) *测量时间:测量程序1: 10分钟 **测量程序2 : 2分钟**测量程序3 : 5分钟**(7)工作纬度:80°以内2.2 中国船舶重工集团公司第七〇七研究所生产的系列仪器包括TJ9000、GT3、AGT三大产品系列产品,全面覆盖手动、半自动、全自动,以及高、中、低寻北精度。
科技成果——陀螺经纬仪、陀螺罗盘技术开发单位中国船舶重工集团公司第七〇七研究所技术简介陀螺经纬仪是一种以经纬仪或全站仪作为方位引出装置的惯性定向装置,可自主测定真北方位及当地子午线。
在军事领域,广泛应用于炮兵阵地连测、导弹初始对准、惯性设备标定以及大地测量;在民用领域,可应用于矿山测量、隧道贯通工程、造船、大地测量等方向。
其基本原理是用悬挂且重心下移的陀螺灵敏部,敏感地球自转角速度的水平分量,在重力作用下,产生一个向北进动的力矩,使陀螺灵敏部主轴(即H向量)围绕子午面往复进动或在外力矩作用下处于平衡状态,通过传感器或光学系统进行自动测量或观测,得到真北方位。
综上所述,与平台类和捷联式寻北仪有很大不同,陀螺经纬仪一般采用相对简单和特殊的结构形式得到较高的定向精度;方位引出采用经纬仪或全站仪等相对较为复杂的光学或光电仪器,具有完备的测角或测距能力,可以胜任大多数大地测量和较为特殊的工程测量工作。
主要技术指标定向精度:在53°S-53°N纬度范围内,陀螺罗盘的定向精度(1σ)为5″-30″;定向时间:定向时间不大于为5min-12min不等;重量:8kg-12kg;工作温度范围:-40℃到60℃;适用纬度范围:70°S-70°N。
技术特点陀螺经纬仪产品型谱完备,指标上全面覆盖了低精度、中精度和高精度,工作方式上覆盖了半自动、自动和全自动,使用方式上覆盖了地面和车载等。
该类产品技术状态稳定,已完成型谱化、系列化工作,针对民品行业特点和用户需求进行适当改进后,可很好地满足民用应用需求。
国外代表产品为德国DMT公司的GYROMAT3000陀螺经纬仪,该产品在环境适应能力、可靠度、寻北稳定性以及定向时间等指标上均优于上述产品。
技术水平国内领先适用范围适用于矿山测量、隧道工程、造船、大地测量等领域。
专利状态授权专利2项,受理专利3项技术状态批量生产阶段、成熟应用阶段合作方式产品销售、技术服务、工程承包预期效益陀螺经纬仪作为一种可全天候工作的自主式测量仪器,其性能参数处于国内先进水平,已达到国际同类产品的水平,目前已实现了批量生产。
简述陀螺经纬仪定向的主要内容
陀螺经纬仪定向是指使用陀螺经纬仪来定位和导航时,对载体位置、航向、航速等进行定向的一种技术。
这种技术由三部分组成:陀螺经纬仪、信号处理器和定位数据库。
一、陀螺经纬仪
陀螺经纬仪(gyroscopic compasses)是一种采用陀螺仪原理的测量仪器,它能够测出地球自转和航行距离。
它的主要原理是:假设地球的自转旋转方向不变,空间内的惯性外框与地球的外框是一致的,那么只需要知道航行距离就可以测量出地球的旋转角度。
陀螺经纬仪由一组大型陀螺仪和支架组成,可以测量地球自转的旋转角度。
二、信号处理器
陀螺经纬仪的信号处理器是解算陀螺经纬仪测量出的地球自转
角度,并将其转换成地球表面上航行对应的航向方位和航行距离,以及航行者在地球表面上的经纬度位置。
三、定位数据库
定位数据库提供了载体在地球表面上定位时,所需要的地理信息,包括航行者所在地点经纬度、海拔高度、地形、气候等。
定位数据库中的信息是通过GPS和地形测量技术来收集的,可以提供精确的定位信息,这些信息的汇总就是定位数据库。
以上就是陀螺经纬仪定向的主要内容。
陀螺经纬仪定向主要依靠陀螺经纬仪、信号处理器以及定位数据库等来实现载体定位、航向定位和航行距离测量。
陀螺经纬仪定向技术已经广泛应用于航空、商业
航行、军事行动及旅游导游等方面,在实现人与机器的协同智能定位方面发挥着重要作用。
陀螺仪工作原理与应用(陀螺经纬仪 Jyro Station)专业 2010-04-25 11:45:57 阅读19 评论0 字号:大中小订阅
来源:译自日本《测量》06年8月号作者:日本测量仪器工业会更新日
期:2006-9-22 阅读次数:10977
为了求得测量的基准方位和日照时间的方位,必须使用磁针罗盘仪进行天体观测。
然而,磁针罗盘仪的精度有限,在天体观测中还要受到确保通视、天气、场所和时间等观测条件的影响。
为了解决这些问题,可采用利用了力学原理求得真北的陀螺经纬仪。
陀螺经纬仪在隧道测量以及由于不能和已知点通视而无法确定方位、方向角的情况下都能发挥很大的作用。
(图1:陀螺工作站)
1、陀螺工作站的原理
高速旋转的物体的旋转轴,对于改变其方向的外力作用有趋向于铅直方向的倾向。
而且,旋转物体在横向倾斜时,重力会向增加倾斜的方向作用,而轴则向垂直方向运动,就产生了摇头的运动(岁差运动)。
当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时,由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力,陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。
当轴平行于子午线而静止时可加以应用。
2、陀螺工作站的构造
(图4:陀螺经纬仪的构造 0点调整螺丝,吊线,照明灯,陀螺转子、指针、供电用馈线、反射镜、陀螺马达、刻度线、目镜)。
陀螺经纬仪的陀螺装置由陀螺部分和电源部分组成。
此陀螺装置与全站仪结合而成。
陀螺本体在装置内用丝线吊起使旋转轴处于水平。
当陀螺旋转时,由于地球的自转,旋转轴在水平面内以真北为中心产生缓慢的岁差运动。
旋转轴的方向由装置外的目镜可以进行观测,陀螺指针的振动中心方向指向真北。
利用陀螺经纬仪的真北测定方法有“追尾测定”和“时间测定”等。
追尾测定[反转法]
利用全站仪的水平微动螺丝对陀螺经纬仪显示岁差运动的刻度盘进行追尾。
在震动方向反转的点上(此时运动停止)读取水平角。
如此继续测定之,求得其平均震动的中心角。
用此方法进行20分钟的观测可以求得+/-0。
5分的真北方向。
时间测定[通过法]
用追尾测定观测真北方向后,陀螺经纬仪指向了真北方向,其指针由于岁差运动而左右摆动。
用全站仪的水平微动螺丝对指针的摆动进行追尾,当指针通过
0点时反复记录水平角,可以提高时间测定的精度,并以+/-20秒的精度求得真北方向。
(图2:摇头运动)
(图3:向子午线的岁差运动)
(图5:指针与刻度盘刻度线/0点/指针)
3、陀螺全站仪的应用实例
3.1 隧道中心线测量
在隧道等挖掘工程中,坑内的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。
特别是进行盾构挖掘(shield tunnel)的情况,从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度,测量中还要经常进行地面和地下的对应检查,以确保测量的精度。
特别是在密集的城市地区,不可能进行过多的检测作业而遇到困难。
如果使用陀螺经纬仪可以得到绝对高精度的方位基准,而且可减少耗费很高的检测作业(检查点最少),是一种效率很高的中心线测量方法。
(图6:盾构挖掘的中心线测量陀螺工作站/真北/检查点/立坑/陀螺工作站)
3.2 通视障碍时的方向角获取
当有通视障碍,不能从已知点取得方向角时,可以采用天文测量或陀螺经纬仪测量的方法获取方向角(根据建设省测量规范)。
与天文测量比较,陀螺经纬仪测量的方法有很多优越性:对天气的依赖少、云的多少无关、无须复杂的天文计算、在现场可以得到任意测线的方向角而容易计算闭合差。
(图7:通视障碍时的方向角获取已知点)
3.3 日影计算所需的真北测定
在城市或近郊地区对高层建筑有日照或日影条件的高度限制。
在建筑申请时,要附加日影图。
此日影图是指,在冬至的真太阳时的8点到16点为基准,进行为了计算、图面绘制所需要的高精度真北方向测定。
使用陀螺经纬仪测量可
以获得不受天气、时间影响的真北测量。