13第十三章 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量2

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1、2-72-7陀螺儀指北的原理陀螺儀指北的原理第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量1 陀螺儀的結(jié)構(gòu)陀螺儀的結(jié)構(gòu) 按陀螺儀轉(zhuǎn)子所具有的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的數(shù)目分：按陀螺儀轉(zhuǎn)子所具有的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的數(shù)目分：1）三自由度陀螺儀三自由度陀螺儀 陀螺轉(zhuǎn)子軸陀螺轉(zhuǎn)子軸X 垂直于陀螺轉(zhuǎn)子軸的水平軸垂直于陀螺轉(zhuǎn)子軸的水平軸Y 垂直軸垂直軸ZXZY2-72-7陀螺儀指北的原理陀螺儀指北的原理第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量1 陀螺儀的結(jié)構(gòu)陀螺儀的結(jié)構(gòu) 按陀螺儀轉(zhuǎn)子所具有的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的數(shù)目分：按陀螺儀轉(zhuǎn)子所具有的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的數(shù)目分：2）二自由度陀

2、螺儀二自由度陀螺儀 陀螺轉(zhuǎn)子軸不能繞水平軸陀螺轉(zhuǎn)子軸不能繞水平軸Y 旋轉(zhuǎn)，只能繞旋轉(zhuǎn)，只能繞X、Z軸軸旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 稱為稱為陀螺羅盤儀陀螺羅盤儀。XZY2-72-7陀螺儀指北的原理陀螺儀指北的原理第九章第九章 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量2 陀螺儀的基本特性陀螺儀的基本特性 1）定軸性定軸性 高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，在沒有外力矩的作用時(shí)，陀螺儀高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，在沒有外力矩的作用時(shí)，陀螺儀轉(zhuǎn)子軸的方向保持不變。轉(zhuǎn)子軸的方向保持不變。2）進(jìn)動(dòng)性進(jìn)動(dòng)性 高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，在外力矩作用下，陀螺儀轉(zhuǎn)子軸高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，在外力矩作用下，陀螺儀轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。2-72-7陀螺

3、儀指北的原理陀螺儀指北的原理第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量3 右手定則右手定則 1）右后定則右后定則 四指與大拇指垂直。大拇指代表運(yùn)動(dòng)角速度方向；四指與大拇指垂直。大拇指代表運(yùn)動(dòng)角速度方向；四指代表運(yùn)動(dòng)方向?？捎脕砼卸ㄟ\(yùn)動(dòng)與角速度的關(guān)系。四指代表運(yùn)動(dòng)方向?？捎脕砼卸ㄟ\(yùn)動(dòng)與角速度的關(guān)系。2）右手三指定則右手三指定則 拇指：進(jìn)動(dòng)角速度矢量；拇指：進(jìn)動(dòng)角速度矢量；食指：陀螺儀轉(zhuǎn)子的角速度矢量，動(dòng)量矩矢量；食指：陀螺儀轉(zhuǎn)子的角速度矢量，動(dòng)量矩矢量；中指：杠桿傾斜的角速度矢量，外力矩矢量。中指：杠桿傾斜的角速度矢量，外力矩矢量。2-72-7陀螺儀指北的原理陀螺

4、儀指北的原理第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量4 陀螺儀指北的原因陀螺儀指北的原因 1）陀螺儀本身的基本特性（）陀螺儀本身的基本特性（定軸性、進(jìn)動(dòng)性定軸性、進(jìn)動(dòng)性）2）地球的自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生重力矩）地球的自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生重力矩 高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，其轉(zhuǎn)軸與北方向存在轉(zhuǎn)角，產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)的陀螺，其轉(zhuǎn)軸與北方向存在轉(zhuǎn)角，產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，自動(dòng)尋北方向。進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象，自動(dòng)尋北方向。2-8 2-8 陀螺的運(yùn)動(dòng)方程陀螺的運(yùn)動(dòng)方程第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量 根據(jù)陀螺的運(yùn)動(dòng)方程，可以分析：根據(jù)陀螺的運(yùn)動(dòng)方程，可以分析：1）特殊地區(qū)的陀螺儀應(yīng)用現(xiàn)象

5、）特殊地區(qū)的陀螺儀應(yīng)用現(xiàn)象 南北極：指向力矩為南北極：指向力矩為0，無法尋北；，無法尋北；在赤道：指向力矩最大，尋北最好。在赤道：指向力矩最大，尋北最好。2）在工程測(cè)量中對(duì)陀螺經(jīng)緯儀的要求）在工程測(cè)量中對(duì)陀螺經(jīng)緯儀的要求 減輕設(shè)備的重量；減輕設(shè)備的重量；提高定向精度；提高定向精度；縮短觀測(cè)所需要的時(shí)間?？s短觀測(cè)所需要的時(shí)間。2-9 2-9 陀螺經(jīng)緯儀陀螺經(jīng)緯儀第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量 1、陀螺儀指北的原理是著名的法國(guó)物理學(xué)家、陀螺儀指北的原理是著名的法國(guó)物理學(xué)家L.付科付科1852年提出的，由于技術(shù)條件的限制，到年提出的，由于技術(shù)條件的限制，到

6、20世紀(jì)初才世紀(jì)初才應(yīng)用在航海中，應(yīng)用在航海中，20世紀(jì)世紀(jì)50年代應(yīng)用到工程測(cè)量領(lǐng)域。年代應(yīng)用到工程測(cè)量領(lǐng)域。2、陀螺經(jīng)緯儀的組成：、陀螺經(jīng)緯儀的組成：陀螺儀陀螺儀 +經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀 =陀螺經(jīng)緯儀陀螺經(jīng)緯儀 3、陀螺經(jīng)緯儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用，目前主要由一、陀螺經(jīng)緯儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用，目前主要由一次定向精度和觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度的要求選擇儀器型號(hào)次定向精度和觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度的要求選擇儀器型號(hào)2-10 2-10 懸?guī)Я阄粶y(cè)定、零位校正與零位改正懸?guī)Я阄粶y(cè)定、零位校正與零位改正第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量1、懸?guī)Я阄慌c懸?guī)ち規(guī)Я阄慌c懸?guī)ち?1 1）懸?guī)Я阄粦?/p>

7、帶零位的概念的概念 2 2）懸?guī)ちΓ簯規(guī)Я阄慌c子午線方向不一致引起的懸?guī)ちΓ簯規(guī)Я阄慌c子午線方向不一致引起的2、懸?guī)Я阄粶y(cè)定懸?guī)Я阄粶y(cè)定 利用陀螺自擺曲線，根據(jù)左、右逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)利用陀螺自擺曲線，根據(jù)左、右逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)3、零位校正：不同的零位校正：不同的儀器有不同的儀器有不同的校正方法校正方法4、零位改正零位改正2-11 2-11 用用陀螺經(jīng)緯儀觀測(cè)陀螺北方向的方法陀螺經(jīng)緯儀觀測(cè)陀螺北方向的方法第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量 其目的在于測(cè)定子午線方向其目的在于測(cè)定子午線方向1 1、粗略定向、粗略定向 1 1）兩）兩逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法 2 2）四分之一周

8、期法四分之一周期法2、精密定向精密定向 1 1）跟蹤）跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法，取逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法，取舒勒平均值舒勒平均值 2 2）中天法（時(shí)間差法）中天法（時(shí)間差法）3）其它方法）其它方法2-12 2-12 儀器常數(shù)測(cè)定儀器常數(shù)測(cè)定第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量1 1、陀螺經(jīng)緯儀陀螺經(jīng)緯儀儀器常數(shù)儀器常數(shù)產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因 儀器常數(shù)儀器常數(shù)的概念的概念2、測(cè)定的方法測(cè)定的方法 在一已知地理方位角的邊上實(shí)測(cè)在一已知地理方位角的邊上實(shí)測(cè)陀螺陀螺方位角，之差方位角，之差為為儀器常數(shù)。儀器常數(shù)。2-13 2-13 陀螺經(jīng)緯儀的應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀的應(yīng)用第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)

9、量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量 地面上，選擇一條已知方位角的邊地面上，選擇一條已知方位角的邊ABAB，進(jìn)行定向測(cè)量，進(jìn)行定向測(cè)量，由由陀螺經(jīng)緯儀觀測(cè)得陀螺陀螺經(jīng)緯儀觀測(cè)得陀螺方位角方位角 ，圖中，圖中，0m已知坐標(biāo)方位角已知坐標(biāo)方位角地面子午線收斂角地面子午線收斂角儀器常數(shù)儀器常數(shù)地面地理方位角地面地理方位角000A2-13 2-13 陀螺經(jīng)緯儀的應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀的應(yīng)用第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量 地下，選擇一條定向邊進(jìn)行測(cè)量，由地下，選擇一條定向邊進(jìn)行測(cè)量，由陀螺經(jīng)緯儀觀測(cè)陀螺經(jīng)緯儀觀測(cè)得陀螺得陀螺方位角方位角 ，而，而 為地下子午線收斂角，為地下子午線收斂角，儀器常數(shù)儀器常數(shù)mmA00000mmA而而所以所以)(00mm其中，其中，地面與地下地面與地下子午線收斂角的差值。子午線收斂角的差值。02-13 2-13 陀螺經(jīng)緯儀的應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀的應(yīng)用第二部分第二部分 豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量豎井聯(lián)系測(cè)量與陀螺經(jīng)緯儀測(cè)量 由地面與地下由地面與地下陀螺經(jīng)緯儀的觀測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)高精度的陀螺經(jīng)緯儀的觀測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)高精度的定向傳遞：定向傳遞：)(00mm