陀螺儀原理及YJTG構(gòu)造和工作流程

1、目目 次次1 陀螺及其特性.11.1陀螺.11.2擺式陀螺儀.11.3陀螺儀的基本特性.11.4擺式陀螺儀尋北原理.21.5積分式陀螺經(jīng)緯儀的定向原理.52Y/JTG-1 陀螺經(jīng)緯儀的主要結(jié)構(gòu).62.1總體構(gòu)成.62.2主要技術(shù)指標(biāo).72.3Y/JTG-1A 型積分式陀螺經(jīng)緯儀工作流程.82.4陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)及光學(xué)系統(tǒng).82.5自動(dòng)積分及測(cè)量控制電路.113定向測(cè)量作業(yè)程序.133.1測(cè)前準(zhǔn)備.133.2儀器各功能選擇.133.3方位角的測(cè)量.134作業(yè)中的注意事項(xiàng).145儀器參數(shù)的設(shè)置.155.1自擺周期和啟動(dòng)不跟蹤周期的測(cè)定.155.2儀器常數(shù) C 的標(biāo)定.155.3時(shí)間設(shè)置.166儀器

2、的一般調(diào)校.166.1管狀水準(zhǔn)器的調(diào)校.166.2陀螺靈敏部懸?guī)ちα阄坏恼{(diào)校.166.3激光對(duì)點(diǎn)器的調(diào)校.177陀螺經(jīng)緯儀的維護(hù)與保養(yǎng).17歡迎陀螺全站儀感興趣的朋友歡迎來電咨詢。歡迎陀螺全站儀感興趣的朋友歡迎來電咨詢。 聯(lián)系電話聯(lián)系電話 1860293302118602933021 王王 qq:553960016qq:553960016 EmailEmail：1 1 陀螺及其特性陀螺及其特性1.11.1陀螺陀螺凡是繞定點(diǎn)高速旋轉(zhuǎn)的物體，或繞自身軸高速旋轉(zhuǎn)的任意剛體，都稱為陀螺。如圖 1-1 所示，設(shè)剛體上有一等效的方向支點(diǎn) O。以 O 為原點(diǎn)，作固定在剛體上的動(dòng)坐標(biāo)系 O-XYZ。剛體繞此

3、支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在動(dòng)坐標(biāo)軸上的分量分別為x、y、z，若能滿足以下條件：zxzyzConst （1-1）這種類型的剛體統(tǒng)稱為陀螺。OZ 軸是高速旋轉(zhuǎn)軸，也稱陀螺轉(zhuǎn)子軸。剛體一面繞OZ 軸作等速旋轉(zhuǎn)，另一方面還可以繞 OX 及 OY 軸作較慢的轉(zhuǎn)動(dòng)。前者稱為自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，后者稱為進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。圖圖 1-1 陀螺定義示意圖陀螺定義示意圖1.21.2擺式陀螺儀擺式陀螺儀擺式陀螺儀如圖 1-3 所示，即在陀螺儀軸上加上懸重 G，則重心由陀螺儀中心 O下移到 O點(diǎn)，結(jié)果便限制了繞 Y 軸旋轉(zhuǎn)的自由度。亦即 X 軸受懸重 G 的作用，而永遠(yuǎn)趨于和水平面平行的狀態(tài)，或者說陀螺自轉(zhuǎn)軸的俯仰受到一定限制。由此可知，擺式陀

4、螺儀具有兩個(gè)完全的自由度和一個(gè)不完全的自由度，故也稱為二個(gè)半自由度陀螺儀。1-陀螺轉(zhuǎn)子 2-內(nèi)平衡環(huán) 3-外平衡環(huán) 4-底座圖圖 1-2 三自由度陀螺懸掛裝置圖三自由度陀螺懸掛裝置圖 圖圖 1-3 變自由陀螺儀為擺式陀螺儀變自由陀螺儀為擺式陀螺儀1.31.3陀螺儀的基本特性陀螺儀的基本特性陀螺儀有兩個(gè)非常重要的特性，即定軸性和進(jìn)動(dòng)性。對(duì)于由高速轉(zhuǎn)子組成的陀螺儀來說，不管它們的用途如何不同，結(jié)構(gòu)上如何變化，它們都是按照陀螺的這兩個(gè)基本特性來工作的。為了說明自由陀螺儀的兩個(gè)特性，可用如圖 1-4 所示的實(shí)驗(yàn)儀器做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。首先，把衡重 A 移至使杠桿達(dá)到靜平衡的位置上，然后使陀螺高速旋轉(zhuǎn)，這時(shí)看到

5、陀螺旋轉(zhuǎn)軸的空間方向始終保持不變，圖中指向左邊。證實(shí)無外力作用，陀螺轉(zhuǎn)軸方向具有恒定不變的特性。因此將陀螺儀裝在飛行器內(nèi)，如果陀螺軸系沒有摩擦，無論飛行器怎樣傾斜、轉(zhuǎn)彎、俯仰等，陀螺轉(zhuǎn)子軸的方向始終指向初始恒定的方向。圖圖 1-4 自由陀螺儀特性實(shí)驗(yàn)儀自由陀螺儀特性實(shí)驗(yàn)儀如果將衡重 A 向左移動(dòng)一小段距離，在陀螺不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，杠桿將在豎直面內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，即左端下降、右端上升。但是當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿不作上下傾斜運(yùn)動(dòng)，而是仍然保持水平，且在水平面內(nèi)作逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)（從上向下看） ，這種現(xiàn)象就是所謂的“進(jìn)動(dòng)”。如果將衡重 A 向右邊移動(dòng)一小段距離，在陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，也將產(chǎn)生“進(jìn)動(dòng)”，

6、不過進(jìn)動(dòng)方向和上述方向相反，即杠桿在水平面內(nèi)作順時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。1.41.4擺式陀螺儀尋北原理擺式陀螺儀尋北原理1.4.11.4.1 擺式陀螺儀尋北規(guī)律擺式陀螺儀尋北規(guī)律陀螺經(jīng)緯儀上的陀螺儀，其支點(diǎn)不在三軸的交點(diǎn)上，而是將陀螺儀用彈性懸?guī)覓熘c(diǎn)在彈性懸?guī)隙说闹c(diǎn) O 上，如圖 1-5 所示，O 點(diǎn)對(duì)整個(gè)陀螺儀來講是個(gè)不動(dòng)點(diǎn)。圖圖 1-5 擺式陀螺儀受重力作用的情況擺式陀螺儀受重力作用的情況由圖 1-5 中知道，當(dāng)陀螺主軸 x 水平時(shí)，重力 P 的方向既通過重心 O，也通過陀螺儀的支點(diǎn) O，重力矩為零，對(duì)陀螺儀不發(fā)生作用，因此陀螺不產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)。但是當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)了 角之后，陀螺主軸相對(duì)地平面

7、 AB，升高了 角，即圖中 x 軸方向與AB之間的夾角(ABAB)。這時(shí)陀螺儀的重力 P 的方向不再通過陀螺儀的支點(diǎn) O，而產(chǎn)生了力臂為 1sin 的重力矩(擺力矩)MP，即 （1-2）lsinPMP式中 l 為陀螺儀懸掛點(diǎn) O 至重心 O之間的距離； P 為陀螺儀靈敏部的重量，其值為 mg； 為陀螺儀主軸與地平面之間的夾角(傾角)。由陀螺進(jìn)動(dòng)規(guī)律知道，重力矩 MP的矢量在 y 軸上，它作用在陀螺儀主軸上，陀螺一旦旋轉(zhuǎn)，便產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)。陀螺主軸的進(jìn)動(dòng)角速度 P應(yīng)與外力矩 MP成正比，而與陀螺儀的動(dòng)量矩成反比，即 （1-3）sinHPlHMPP從上式看出，當(dāng)陀螺儀的 P、l、H 選定之后，進(jìn)動(dòng)角速度

8、 P的大小完全隨著高度角 的大小變化而變化，而 的變化卻是地球自轉(zhuǎn)所造成的。這樣便發(fā)生了在地球自轉(zhuǎn)有效分量 y和重力矩 Mp。綜合作用下，使陀螺主軸總是向子午面方向進(jìn)動(dòng)的效應(yīng)。造成這種進(jìn)動(dòng)效應(yīng)的力矩我們稱為指向力矩，其大小為 （1-4）sincosHHMEyH式中 E為地球自轉(zhuǎn)角速度；H 為陀螺自轉(zhuǎn)的動(dòng)量距(角動(dòng)量)； 為測(cè)站的地理緯度； 為陀螺自轉(zhuǎn)軸與子午線的水平夾角。指向力矩 MH表示將陀螺儀主軸進(jìn)動(dòng)至子午面的力矩大小。由式 1-4 可以看出，在赤道上 =0，cos=1，陀螺進(jìn)動(dòng)的指向力矩 MH值最大，而在南、北極 =90，cos=0，MH=0。由此可見，陀螺經(jīng)緯儀放在兩極，無指向力矩，陀

9、螺經(jīng)緯儀不產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)，所以也就無法定向。實(shí)際上指向力矩的大小是從赤道向兩極逐漸變化的，到了高緯度變得很小，因此當(dāng) 大于 75。后，陀螺經(jīng)緯儀便失去了定向的能力。因此，在兩極和高緯度的地方，不能用陀螺經(jīng)緯儀定向。在指向力矩的作用下，陀螺主軸向子午面的進(jìn)動(dòng)過程同扭擺一樣是一個(gè)往復(fù)的周期運(yùn)動(dòng)。如圖 1-6 所示，A 位置時(shí)，陀螺主軸的傾角為 ，并以 P，的角速度向子午面進(jìn)動(dòng)；當(dāng)進(jìn)動(dòng)到子午面后，即 B 位置時(shí)因 =0，y將不再引起指向力矩，理應(yīng)停止進(jìn)動(dòng)，然而此時(shí)的 角為最大，則 P也最大，故陀螺主軸以最大的角速度越過子午線；當(dāng)?shù)竭_(dá) C 位置時(shí) 逐漸減小，P逐漸減小到零，隨著 增大(反方向)指向力矩加大，

10、這時(shí)指向力矩及角速度的方向與 A 位置相反，即陀螺主軸又開始返回向子午面進(jìn)動(dòng)。從而形成了陀螺主軸圍繞子午線作往復(fù)擺動(dòng)的情況。這樣一來，就給陀螺儀尋找真北方向帶來了實(shí)際可能。圖圖 1-6 擺式陀螺儀向子午面的進(jìn)動(dòng)擺式陀螺儀向子午面的進(jìn)動(dòng)1.4.21.4.2 擺式陀螺儀主軸相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的軌跡擺式陀螺儀主軸相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的軌跡綜前所述，擺式陀螺儀主軸所以能夠跟蹤子午面運(yùn)動(dòng)，主要是 v (地轉(zhuǎn)垂直分量)、y(地轉(zhuǎn)有效分量)、MP(重力矩)等幾個(gè)重要因素綜合影響的結(jié)果，這些因素促使主軸的方位角和高度角處于不停的變化過程之中。下面通過圖解法分析軸系間無摩擦的理想情況下，陀螺主軸北端相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即對(duì)子

11、午面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如圖 1-7 所示，過陀螺儀中心 O 作地平面 ESWN 和子午面 SZNPNN。在陀螺儀主軸的北面，作垂直于地平面和子午面的一個(gè)平面 AA，稱它為陀螺主軸相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)軌跡的投影面。MM為當(dāng)?shù)刈游缑娴耐队熬€，HH為當(dāng)?shù)厮矫娴耐队熬€。O和 O 構(gòu)成陀螺主軸方位角和高度角變化的直角座標(biāo)系。圖圖 1-7 擺式陀螺儀主軸運(yùn)動(dòng)的軌跡擺式陀螺儀主軸運(yùn)動(dòng)的軌跡假設(shè)開始的時(shí)候，陀螺主軸水平放置，且向東偏離子午線為 角指向 1 點(diǎn)，無外力作用，暫時(shí)穩(wěn)定于 1 點(diǎn)，但是由于地轉(zhuǎn)有效分量 y的作用，水平面相對(duì)主軸是東面下降而西面上升，主軸相對(duì)水平面則是東面抬高西面下降。且此時(shí)水平面變化的速度較快，

12、于是主軸出現(xiàn)了抬高角 ，從而產(chǎn)生了作用在內(nèi)環(huán)軸上的重力矩 MP，在 MP的作用下，主軸應(yīng)該開始向子午面進(jìn)動(dòng)。但當(dāng) MP很小，進(jìn)動(dòng)角速度 P小于地轉(zhuǎn)角速度垂直分量 v時(shí)，主軸仍繼續(xù)相對(duì)子午面向東偏離，同時(shí) 角也繼續(xù)增大，直至=0時(shí)，主軸指向 2 點(diǎn)，P與 v相等，主軸就不再向東運(yùn)動(dòng)暫停于 2 點(diǎn)片刻,我們把 2 點(diǎn)稱為逆轉(zhuǎn)點(diǎn)。但是，由于地轉(zhuǎn)有效分量 y不停的作用,且此時(shí)變化最快，所以 角繼續(xù)增大，MP也繼續(xù)增大，P大于 v (主軸進(jìn)動(dòng)角速度大于子午面進(jìn)動(dòng)的角速度)，主軸逐漸回到子午面。由于主軸抬高的較慢，遠(yuǎn)小于進(jìn)動(dòng)角速度 P，所以較快的到達(dá)子午面 3 點(diǎn)上,此時(shí) =0，y不起作用， 和 P都達(dá)到

13、了最大值，并超過 v很多，所以不在子午面停留，將以最大角速度越過子午面向西運(yùn)動(dòng)，偏離 角。由于主軸運(yùn)行到子午面以西，y又使水平面西端相對(duì)陀螺主軸不斷抬高，而 角及 P將逐漸減小。當(dāng)=0,即 P=v時(shí)，到達(dá)了另一個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn) 4，主軸與子午面又處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，好像主軸不動(dòng)一樣。當(dāng)主軸運(yùn)動(dòng)到 小于 0時(shí)，P又開始小于 v，主軸又逐漸向子午面靠近至 5點(diǎn)，此時(shí) =0，主軸回到水平面，P應(yīng)為零。然而由于 y的不斷作用，主軸將繼續(xù)下降，當(dāng)主軸低于水平面時(shí)，MP出現(xiàn)負(fù)值，加到 y 軸反向，P的方向也相反，主軸將加速向子午面進(jìn)動(dòng)，且 的負(fù)值越來越大。當(dāng)主軸回到子午面內(nèi)時(shí)，主軸位于最低點(diǎn) 6，=0，y對(duì)主軸抬高

14、不起作用。然而由于最大負(fù)重力矩的作用，主軸又以最大進(jìn)動(dòng)角速度 P向東偏離子午面，繼續(xù)原來的進(jìn)動(dòng)過程。從以上描述可知，陀螺主軸北端繞子午面的運(yùn)動(dòng)，是受 v、y、MP、P等重要因素制約的，是它們聯(lián)合影響的結(jié)果。運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是周而復(fù)始的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)的軌跡為一很扁的橢圓軌道。擺式陀螺經(jīng)緯儀相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的無阻尼非嚴(yán)格微分方程式為 （1-5）coscossinEEdtd （1-6）HMHsinMdtdPP式中 、 較小，故 sin，sin，MP=Pl。此方程式中，假定靠近北方陀螺軸正端在地平面以上的 為正值， 規(guī)定為從北順時(shí)針計(jì)量，當(dāng)盧為正值時(shí)，引起陀螺軸正端反時(shí)針方向進(jìn)動(dòng)，因此 MPH 前加一負(fù)號(hào)。由式

15、 1-6 得 （1-7）dtdHMdtdP22將式 1-7 代入式 1-5 得 （1-8）0cosP22MHdtdE將上式乘以 MPH 得二階齊次微分方程式 （1-9）0HcosMdtdEP22設(shè)陀螺軸正端在東逆轉(zhuǎn)點(diǎn)，即 = 東=0、=0 時(shí)，t=0。解此式可得 （1-10）HcosM0EPcost （1-11）HcosMMcosH0EPPEsint由式 1-10 和式 1-11 可得陀螺儀軸正端運(yùn)動(dòng)軌跡方程式為 （1-12）12PMcosEH02202從上式看出，陀螺主軸相對(duì)子午面的運(yùn)動(dòng)軌跡為一個(gè)橢圓。因?yàn)?HEcos)MP是很小的真分?jǐn)?shù)，所以橢圓長(zhǎng)軸 0。比短軸大的多，其軌跡則是很扁的橢圓

16、。當(dāng)?shù)扔?2 時(shí)，t 即為無阻尼周期 T，得t21EPHcosM （1-13）cosMHEP2T陀螺主軸沿橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間稱為擺動(dòng)周期 T。理想的陀螺儀其主軸繞子午面的運(yùn)動(dòng)是一種永不衰減的簡(jiǎn)諧擺動(dòng)。但實(shí)際上，陀螺經(jīng)緯儀的擺動(dòng)系統(tǒng)是處于空氣之中，陀螺軸在軸承中又有摩擦，使陀螺儀軸的擺動(dòng)振幅在方位上和高度上產(chǎn)生逐漸衰減。衰減程度與摩擦力矩的大小有關(guān)，擺動(dòng)的情況決定于摩擦力矩是否保持一致。當(dāng)摩擦力矩的大小和方向都不變時(shí)，這種微弱的衰減具有一定的規(guī)律性，即衰減系數(shù) K(等于前后兩個(gè)擺幅的比值)將保持常數(shù)，如圖 1-8 所示。K 為 （1-14）n1n4321aaaaaaK圖圖 1-8 陀螺軸

17、擺動(dòng)的周期及衰減現(xiàn)象陀螺軸擺動(dòng)的周期及衰減現(xiàn)象1.51.5積分式陀螺經(jīng)緯儀的定向原理積分式陀螺經(jīng)緯儀的定向原理擺式陀螺儀中，陀螺軸擺動(dòng)平衡位置和真北方向以及懸?guī)ちα阄恢g，存在著一個(gè)確定的關(guān)系。如圖 1-9 所示，假定陀螺儀安置后，陀螺軸偏離真北方向 N角，由于懸?guī)Х戳氐淖饔?，使陀螺軸擺動(dòng)的平衡位置處于儀器零位（參考反射鏡法線）和真北之間，此時(shí)，陀螺軸擺動(dòng)的平衡位置是在彈性扭力矩與陀螺指北力矩的共同作用下產(chǎn)生的，此時(shí)可得到如下力矩平衡方程： (1-15)KKNBKDD)(式中：K懸?guī)ちα阄慌c陀螺平衡位置之間的夾角；N懸?guī)ちα阄慌c真北方向之間的夾角；DB懸?guī)ち叵禂?shù)；DK陀螺指北力矩系

18、數(shù)。若令 K=DB/DK，則 (1-16)1 (KKN圖圖 1-9 積分定向測(cè)量原理圖積分定向測(cè)量原理圖根據(jù)擺式陀螺運(yùn)動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式(12)，可以從任一時(shí)刻 t0 起，對(duì) 進(jìn)行一個(gè)周期的積分，即 (1-17)TttKKTdttTAS00)2sin(由此得 (1-18)TSK式中，S 為積分值；T 為陀螺軸的擺動(dòng)周期；K為零位與平衡位置之間的夾角。為消除懸?guī)ちα阄坏淖兓瘞淼挠绊?，需?duì)陀螺敏感部自擺信號(hào)進(jìn)行積分，求得懸?guī)ちα阄?。同時(shí)考慮到光學(xué)系統(tǒng)和光電檢測(cè)元件零位的變化，陀螺儀設(shè)置了參考基準(zhǔn)鏡，所有積分值都以該基準(zhǔn)鏡的積分值為基準(zhǔn)進(jìn)行比較。這樣，(118)式變?yōu)?(1-19)KKBKN)()

19、1)(00式中，B為懸?guī)ちα阄?，以角值表示的積分值；0為基準(zhǔn)鏡法線零位與光電檢測(cè)元件零位之間的夾角，以角值表示的參考基準(zhǔn)鏡法線方向的積分值；K 為力矩比例參數(shù)；N為陀螺方位角。擺動(dòng)積分法定向測(cè)量的基本特點(diǎn)是設(shè)計(jì)積分電路，對(duì)陀螺軸的自擺和進(jìn)動(dòng)信號(hào)及陀螺敏感部自擺的信號(hào)，進(jìn)行一個(gè)完整周期的高密度數(shù)據(jù)采樣并累加計(jì)算，求得陀螺軸擺動(dòng)的平衡位置（即測(cè)站的真北方向） 。實(shí)際定向中，陀螺軸的擺動(dòng)信號(hào)的輸出由安裝在陀螺敏感部上的反光鏡（擺鏡）完成。擺鏡隨陀螺敏感部繞真北方向擺動(dòng)，測(cè)量光路中的固定光線經(jīng)擺鏡反射后產(chǎn)生偏折，偏折后的光線成像于光電敏感器件之上，由光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng) V(電壓)/F

20、(頻率)變化后由控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集。采集數(shù)據(jù)經(jīng)基準(zhǔn)鏡與懸?guī)ちα阄粶y(cè)量數(shù)據(jù)修正，與經(jīng)緯儀水平角讀數(shù)一起由數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算后，輸出目標(biāo)的陀螺方位角。2 2Y/JTG-1Y/JTG-1 陀螺經(jīng)緯儀的主要結(jié)構(gòu)陀螺經(jīng)緯儀的主要結(jié)構(gòu)2.12.1總體構(gòu)成總體構(gòu)成陀螺經(jīng)緯儀主要由陀螺儀、經(jīng)緯儀兩大部分組成，各部分的組成詳見圖 2-1。陀螺儀主要包括陀螺敏感部、光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、輸電機(jī)構(gòu)、測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，完成儀器的尋北。經(jīng)緯儀包括電子測(cè)角、光電測(cè)距、測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，完成目標(biāo)點(diǎn)水平方向值、水平距離及高差的測(cè)定。電電子子測(cè)測(cè)角角機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)光光電電測(cè)測(cè)距距機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)測(cè)量測(cè)量控制控制與數(shù)與數(shù)據(jù)處據(jù)處理機(jī)理

21、機(jī)構(gòu)構(gòu)經(jīng)經(jīng) 緯緯 儀儀陀陀螺螺 經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀陀陀 螺螺 儀儀測(cè)量測(cè)量控制控制與數(shù)與數(shù)據(jù)處據(jù)處理機(jī)理機(jī)構(gòu)構(gòu) 輸輸電電機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)光光電電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)陀陀螺螺敏敏感感部部圖圖 2-1 Y/JTQ-1 陀螺經(jīng)緯儀組成框圖陀螺經(jīng)緯儀組成框圖Y/JTG-1 陀螺經(jīng)緯儀主要部件及其名稱見圖 2-2。圖圖 2-2 Y/JYG-1 陀螺經(jīng)緯儀主要部件及其名稱示意圖陀螺經(jīng)緯儀主要部件及其名稱示意圖2.22.2主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)1） 定向精度(1)：7；2） 一次定向測(cè)量時(shí)間：20min；3） 陀螺電機(jī)工作壽命：1000h；4） 儀器工作環(huán)境溫度：-10+45；5) 儀器工作環(huán)境相對(duì)濕度：5%98%（非冷凝

22、） 。2.32.3Y/JTG-1AY/JTG-1A 陀螺經(jīng)緯儀工作流程陀螺經(jīng)緯儀工作流程圖圖 2-3 Y/JTG-1A 陀螺經(jīng)緯儀工作流程框圖陀螺經(jīng)緯儀工作流程框圖在地球自轉(zhuǎn)的作用下，懸掛于懸?guī)贤勇菝舾胁棵舾械厍蜃赞D(zhuǎn)角速度的水平分量，鎖鎖 放放 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)磁磁屏屏阻阻尼尼機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)經(jīng)經(jīng) 緯緯 儀儀跟跟蹤蹤旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)陀螺敏感部陀螺敏感部測(cè)測(cè)量量光光路路光光電電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)外外部部設(shè)設(shè)備備方方 位位 角角形成參照真北方向進(jìn)行的往復(fù)方位進(jìn)動(dòng)，其信號(hào)通過與陀螺敏感部固聯(lián)的反光鏡（擺鏡）造成測(cè)量光路中固定光線反射后產(chǎn)生偏折輸出至光電敏感器件之上，由光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng) V(電壓)

23、/F(頻率)變化后由積分測(cè)量控制裝置采集，所采集數(shù)據(jù)與經(jīng)緯儀水平角讀數(shù)一起由操作軟件計(jì)算后，積分測(cè)量控制裝置輸出目標(biāo)的陀螺方位角。為消除光電零位及懸?guī)ちα阄蛔兓瘞淼臏y(cè)量誤差，在測(cè)量步驟中設(shè)置了基準(zhǔn)鏡測(cè)量及測(cè)前、測(cè)后零位測(cè)量。目標(biāo)點(diǎn)的水平距離、高差及水平方向值由經(jīng)緯儀測(cè)定，傳輸至積分測(cè)量控制裝置后統(tǒng)一輸出。2.42.4陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)及光學(xué)系統(tǒng)陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)及光學(xué)系統(tǒng)2.4.12.4.1 陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)1陀螺敏感部 2跟蹤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 3鎖放機(jī)構(gòu) 4輸電機(jī)構(gòu) 5懸?guī)?圖圖 2-4 積分式陀螺儀機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖積分式陀螺儀機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2-4 所示，陀螺儀在結(jié)構(gòu)上分為陀螺敏感部

24、、鎖放機(jī)構(gòu)、輸電機(jī)構(gòu)及跟蹤旋機(jī)構(gòu)等幾部分。2.4.1.12.4.1.1陀螺敏感部陀螺敏感部陀螺敏感部是陀螺儀的關(guān)鍵部件，它敏感地球自轉(zhuǎn)的水平分量，形成參照真北方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到定向的目的。主要由陀螺電機(jī)、陀螺房體及懸掛機(jī)構(gòu)等組成，結(jié)構(gòu)見示意圖 2-5。1陀螺電機(jī) 2內(nèi)房體 3懸?guī)?擺鏡 5外房體圖圖 2-5 陀螺敏感部結(jié)構(gòu)示意圖陀螺敏感部結(jié)構(gòu)示意圖陀螺電機(jī)固定在陀螺房體中，懸掛機(jī)構(gòu)中的懸?guī)Вǖ踅z）將陀螺房體處于自由懸掛的狀態(tài)，在懸掛機(jī)構(gòu)的上方固定反光鏡（擺鏡） ，通過擺鏡對(duì)固定光線的反射，將陀螺敏感部的進(jìn)動(dòng)信號(hào)傳遞給光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在陀螺房體及阻尼筒外均設(shè)置磁屏蔽機(jī)構(gòu)（隨動(dòng)磁屏及靜磁屏）

25、，消除外界磁場(chǎng)對(duì)儀器尋北精度的干擾，鎖放機(jī)構(gòu)確保陀螺敏感部在工作時(shí)處于懸掛狀態(tài)，在非工作時(shí)處于固定狀態(tài)。陀螺電機(jī)采用的是永磁直流陀螺電機(jī)，工作壽命 1000 小時(shí)以上，轉(zhuǎn)速 16000 轉(zhuǎn)/分鐘，啟動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)時(shí)間均為 100 秒左右，具有轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、無轉(zhuǎn)動(dòng)死點(diǎn)及工作時(shí)溫升小等優(yōu)點(diǎn)，可保證儀器工作的可靠性及穩(wěn)定性。陀螺房體分內(nèi)、外房體，均為對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，這樣就確保了陀螺敏感部的靜平衡，陀螺電機(jī)固定在內(nèi)房體上后整體安裝在外房體上，在外房體外設(shè)置有屏蔽磁屏（隨動(dòng)磁屏） ，用于減弱或消除陀螺電機(jī)不同停止位置的磁場(chǎng)差異對(duì)儀器零位的影響。懸掛機(jī)構(gòu)中的懸?guī)В欢斯潭ㄔ谏蠋A上與儀器座體連接，另一端固定在下帶夾

26、上與陀螺房體連接，這樣使整個(gè)陀螺房體及陀螺電機(jī)處于自由懸掛狀態(tài)，懸?guī)У牟牧喜捎昧W(xué)性能穩(wěn)定的 3J23 精密彈性合金，制成后真空回火，以提高陀螺敏感部扭矩零位的穩(wěn)定性。懸掛機(jī)構(gòu)的上部，固定有一個(gè)反光鏡（擺鏡） ，當(dāng)陀螺敏感部擺動(dòng)時(shí)，擺鏡隨之?dāng)[動(dòng)，通過其對(duì)固定光線的反射，將陀螺敏感部的擺動(dòng)信號(hào)傳遞給光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。陀螺敏感部外側(cè)，加設(shè)多層磁屏蔽筒（定磁屏） ，屏蔽筒采用 1J79 永磁合金，減小外界磁場(chǎng)對(duì)陀螺敏感部進(jìn)動(dòng)信號(hào)的干擾。2.4.1.22.4.1.2鎖放機(jī)構(gòu)鎖放機(jī)構(gòu)鎖放機(jī)構(gòu)是使陀螺敏感部在工作狀態(tài)下處于自由懸掛的狀態(tài)，在非工作狀態(tài)下處于固定的狀態(tài)，采用的是徑向旋轉(zhuǎn)鎖緊的雙向楔塊機(jī)構(gòu)，可使陀

27、螺敏感部的平穩(wěn)鎖放，確保步進(jìn)迭代的有效性，縮短定向測(cè)量時(shí)間。1鎖放手輪 2鎖放螺桿 3鎖緊碗4下楔塊 5鎖緊螺母 6上楔塊圖圖 2-6 鎖放機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖鎖放機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2-6 所示，當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鎖放手輪，鎖放螺桿帶動(dòng)兩個(gè)鎖放螺母向內(nèi)閉合，通過上楔塊將錐狀鎖緊碗頂起，鎖緊碗與陀螺敏感部外房體下部接觸后一同向上，直至陀螺敏感部上部與儀器上錐接觸，兩端將陀螺敏感部夾緊；當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)鎖放手輪，下楔塊帶動(dòng)鎖緊碗向下，當(dāng)懸?guī)⑼勇菝舾胁繎覓旌箧i緊碗繼續(xù)向下與之脫離，使陀螺敏感部處于自由懸掛狀態(tài)。在鎖緊碗上固定有楔型定位塊，一則使陀螺敏感部每次鎖緊的角度基本一致，二則將陀螺敏感部工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)限制在

28、一定范圍，避免其旋轉(zhuǎn)角度過大造成懸?guī)p壞。2.4.1.32.4.1.3輸電機(jī)構(gòu)輸電機(jī)構(gòu)儀器在尋北過程中，陀螺敏感部在自由懸掛的狀態(tài)下，與儀器外殼有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，輸電機(jī)構(gòu)的功能就是為運(yùn)動(dòng)中的陀螺供電，主要包括有輸電盤及導(dǎo)流絲等。陀螺驅(qū)動(dòng)板上的電流，通過 4 根導(dǎo)流絲傳遞給陀螺電機(jī)，導(dǎo)流絲形狀為圓弧狀，一端固定在與儀器殼體相聯(lián)接的靜輸電盤上，另一端固定在與陀螺敏感部相聯(lián)接的動(dòng)輸電盤上，在輸電盤的上、下各有兩根，4 根導(dǎo)流絲在同一圓周面上呈對(duì)稱布局，當(dāng)陀螺敏感部與儀器殼體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，4 根導(dǎo)流絲中的 2 根形狀發(fā)生拉伸，而另 2 根則發(fā)生壓縮，這樣，拉伸與壓縮所產(chǎn)生的力矩相互抵消，消除了導(dǎo)流絲的力

29、矩變化對(duì)儀器測(cè)量精度帶來的不利影響。2.4.1.42.4.1.4跟蹤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)跟蹤旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由精密旋轉(zhuǎn)軸系及跟蹤機(jī)構(gòu)組成。軸系采用的是先進(jìn)的密珠軸系，這種軸系的內(nèi)軸與軸套之間裝有呈螺旋狀排列的滾珠，采用輕微的過盈配合，無徑向間隙，且可承受較大的軸向負(fù)荷。跟蹤機(jī)構(gòu)包含有跟蹤手輪及固定手輪，松開固定手輪時(shí)，可直接轉(zhuǎn)動(dòng)儀器快速的跟蹤陀螺敏感部光標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，固定手輪鎖緊時(shí)，可利用跟蹤手輪緩慢、精確的跟蹤陀螺敏感部光標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡。2.4.22.4.2 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)如圖 2-7 所示，儀器的光路由兩路成像優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng)組成，在一個(gè)層面分別將兩路光線引入光電轉(zhuǎn)換器件和目視系統(tǒng)。A1.激光管 A2.柱面鏡 A3

30、.大直角棱鏡 A4.折光棱鏡 A5.基準(zhǔn)鏡 A6.擺鏡A7 反光棱鏡 1 A8.反光棱鏡 2 A9.傳感器B1.發(fā)光二極管 B2.分劃板 B3.折光棱鏡 B4.目鏡分劃板 B5.等腰棱鏡B6.分光棱鏡 B7.直角棱鏡 1 8.直角棱鏡 2 B9.準(zhǔn)直透鏡圖圖 2-7 Y/JTG-1A 陀螺經(jīng)緯儀光學(xué)系統(tǒng)示意圖陀螺經(jīng)緯儀光學(xué)系統(tǒng)示意圖2.4.2.12.4.2.1光電轉(zhuǎn)換光路光電轉(zhuǎn)換光路激光管 A1 發(fā)出的光線經(jīng)柱面鏡 A2 聚焦后，以線光源形式投向大直角棱鏡 A3、折光棱鏡 A4，經(jīng)基準(zhǔn)鏡 A5 或擺鏡 A6 反射到反光棱鏡 A7、A8 后進(jìn)入位置傳感器 A9，調(diào)整基準(zhǔn)鏡及擺鏡的位置使其零位置于

31、置傳感器 A9 中心，構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換光路。2.4.2.22.4.2.2目視觀測(cè)光路目視觀測(cè)光路磨砂式狹縫分劃板 B2 置于準(zhǔn)直物鏡 B9 的焦點(diǎn)上，經(jīng)超高亮發(fā)光二極管 B1 照明后，經(jīng)折光棱鏡 B3、半透半反鏡 B6、直角棱鏡 B7、B8 及準(zhǔn)直物鏡 B9 后，以平行光射向基準(zhǔn)鏡 A5 或擺鏡 A6，反射后的光線原路返回至分光棱鏡，反射至等腰棱鏡 B5 后，折射向上，聚集在準(zhǔn)直物鏡 B9 的焦點(diǎn)即目鏡 B1 的分劃板上，供人眼步進(jìn)跟蹤觀測(cè) 12 倍的放大倍率。2.52.5自動(dòng)積分及測(cè)量控制電路自動(dòng)積分及測(cè)量控制電路2.5.12.5.1 電路方框圖電路方框圖儀器的電路部分主要由自動(dòng)積分電路及測(cè)量控

32、制電路組成，其中自動(dòng)積分電路包括光電傳感器、數(shù)據(jù)采集及前置放大電路、數(shù)據(jù)處理電路等；測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)主要包括操作面板、液晶顯示屏、陀螺電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、控制主板及操作軟件等。電路框圖見圖 2-8圖圖 2-8 積分測(cè)量電路及測(cè)量控制電路框圖積分測(cè)量電路及測(cè)量控制電路框圖2.5.22.5.2 自動(dòng)積分測(cè)量電路自動(dòng)積分測(cè)量電路2.5.2.12.5.2.1光電轉(zhuǎn)換器件光電轉(zhuǎn)換器件光電轉(zhuǎn)換器件的作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，儀器中采用的是 PSD 位移傳感器，它根據(jù)光線中心在光敏面上投射的位置輸出相應(yīng)的電流，線性度指標(biāo)高，可滿足光電轉(zhuǎn)換的精度要求。 2.5.2.22.5.2.2前放電路前放電路前置放大及信

33、號(hào)處理電路是將 PSD 位移傳感器輸出的微小電流信號(hào)，經(jīng)過濾波、前置放大和信號(hào)處理后，產(chǎn)生一個(gè)與陀螺進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的周期性的電壓信號(hào)。為避免信號(hào)傳輸時(shí)外界干擾，前放電路采用小型化設(shè)計(jì)，置于陀螺經(jīng)緯儀主機(jī)內(nèi)部，縮短信號(hào)與前放電路間的傳輸距離，并采用高速光電隔離技術(shù)，提高電路的整體抗干擾能力。2.5.2.32.5.2.3積分測(cè)量電路積分測(cè)量電路積分測(cè)量電路是在一個(gè)自擺或啟動(dòng)周期內(nèi)，通過對(duì)陀螺敏感部自擺及進(jìn)動(dòng)信號(hào)的采集，實(shí)現(xiàn)定向的積分測(cè)量。數(shù)據(jù)采集采用“壓/頻”變換技術(shù)。2.5.32.5.3 測(cè)量控制電路測(cè)量控制電路測(cè)量控制電路主要實(shí)現(xiàn)以下功能：2.5.3.12.5.3.1儀器操作控制儀器操作控制根

34、據(jù)顯示屏的提示，選擇相應(yīng)的按鍵，向 CPU 發(fā)出請(qǐng)求，由 CPU 控制儀器完成對(duì)應(yīng)的操作步驟。2.5.3.22.5.3.2數(shù)據(jù)的處理及計(jì)算數(shù)據(jù)的處理及計(jì)算對(duì)接收到的基準(zhǔn)鏡、陀螺敏感部自擺零位及進(jìn)動(dòng)信號(hào)的積分測(cè)量數(shù)據(jù)，操作軟件處理后，根據(jù)儀器的比例當(dāng)量、扭力系數(shù)、經(jīng)緯儀的水平角讀數(shù)、儀器常數(shù)等，計(jì)算陀螺方位角或天文方位角。2.5.3.32.5.3.3數(shù)據(jù)接收及發(fā)送數(shù)據(jù)接收及發(fā)送儀器的積分測(cè)量數(shù)據(jù)及經(jīng)緯儀的測(cè)量數(shù)據(jù)通過測(cè)量控制電纜，傳輸至電控箱上的232 接收串口，由控制主板接受，數(shù)據(jù)處理及計(jì)算完成后，整理成相應(yīng)格式的文檔，再通過 232 發(fā)送串口，傳輸至外界接收裝置（加固筆記本電腦） 。2.5.

35、3.42.5.3.4周期測(cè)量周期測(cè)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)電壓比較器輸出的結(jié)果，向主 CPU 發(fā)出是否啟動(dòng)計(jì)時(shí)程序。啟動(dòng)計(jì)時(shí)程序后，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又根據(jù)電壓比較器輸出的結(jié)果，向主 CPU 發(fā)出關(guān)閉計(jì)時(shí)程序的命令，顯示所測(cè)周期值。3 3定向測(cè)量作業(yè)程序定向測(cè)量作業(yè)程序3.13.1測(cè)前準(zhǔn)備測(cè)前準(zhǔn)備a）在測(cè)站架設(shè)儀器腳架，架設(shè)時(shí)應(yīng)使三角架的三個(gè)腳尖大致與測(cè)點(diǎn)標(biāo)志中心基本等距，并注意腳架的張角和高度，伸縮腳架腿使圓水準(zhǔn)器概略居中；b）將儀器主機(jī)安放于腳架之上，連接控制裝置和主機(jī)、打印機(jī)間的電纜（若不需打印可不接打印機(jī)） ，控制裝置的電源線連接到規(guī)定的電源上（室內(nèi)作業(yè)若使用220V 交流電時(shí)，控制裝置應(yīng)連接地線

36、） ；c）打開控制裝置上的電源開關(guān)，控制裝置進(jìn)入“參數(shù)自檢”狀態(tài)，對(duì)陀螺自擺周期、陀螺啟動(dòng)不跟蹤周期、扭力系數(shù) X、比例當(dāng)量 K 的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查（注：扭力系數(shù)X 和比例當(dāng)量 K 由廠家給定。陀螺自擺周期和陀螺啟動(dòng)不跟蹤周期，需由作業(yè)單位在當(dāng)?shù)販y(cè)定） ；d）儀器對(duì)中、整平；e）用磁羅盤為儀器概略定北，使儀器的固定手輪和鎖放手輪面向南。注：步驟 c)中，若顯示屏顯示某個(gè)參數(shù)錯(cuò)誤，則需對(duì)該參數(shù)重新輸入或測(cè)定。儀器K 值及 X 值保存于隨機(jī)文件中；儀器自擺周期及啟動(dòng)不跟蹤周期需重新輸入或測(cè)定。3.23.2儀器各功能選擇儀器各功能選擇儀器預(yù)熱結(jié)束控制裝置屏幕自動(dòng)進(jìn)入主菜單狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示的主菜單為

37、：1：方位測(cè)量2：周期測(cè)量3：輸入常數(shù)4：設(shè)置時(shí)間此時(shí)可選擇：按【1】鍵進(jìn)入方位角測(cè)量子菜單，按【2】鍵進(jìn)入周期測(cè)量子菜單，按【3】鍵進(jìn)入儀器常數(shù)輸入子菜單，按【4】鍵進(jìn)入時(shí)間設(shè)置子菜單；3.33.3方位角的測(cè)量方位角的測(cè)量在主菜單下，按【1】鍵選擇方位測(cè)量，控制裝置屏幕顯示方位角測(cè)量子菜單：1：基準(zhǔn)鏡測(cè)量2：測(cè)前零位3：?jiǎn)?dòng)陀螺4：聯(lián)機(jī)取數(shù)5：積分測(cè)量6：制動(dòng)陀螺7：測(cè)后零位8：返回方位角測(cè)量依子菜單所設(shè)定程序依順序進(jìn)行操作。測(cè)量過程中需要返回主菜單時(shí)，按數(shù)字【8】鍵。 打開電子經(jīng)緯儀開關(guān)，然后按以下步驟進(jìn)行方位角測(cè)量。1）基準(zhǔn)鏡測(cè)量按【1】鍵儀器進(jìn)入“基準(zhǔn)鏡測(cè)量”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示測(cè)量

38、時(shí)間的倒計(jì)時(shí)秒值及“正在基準(zhǔn)鏡測(cè)量 請(qǐng)稍等” ，直至聽到蜂鳴聲，進(jìn)入下一測(cè)量步驟；2）測(cè)前零位控制裝置屏幕提示“下放陀螺 限幅” ，作業(yè)員操作儀器下放陀螺敏感部，將目視光路中光標(biāo)擺幅限制在25 格范圍內(nèi)， 按【2】鍵儀器進(jìn)入“測(cè)前零位測(cè)量”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示測(cè)量時(shí)間的倒計(jì)時(shí)秒值及“正在測(cè)前零位 請(qǐng)稍等” ，直至聽到蜂鳴聲，進(jìn)入下一測(cè)量步驟；3）啟動(dòng)陀螺控制裝置屏幕提示“鎖緊陀螺” ，作業(yè)員鎖緊陀螺敏感部，按【3】鍵，控制裝置屏幕顯示“按確認(rèn)鍵進(jìn)行 按數(shù)字鍵退出” ，按【確認(rèn)】鍵儀器進(jìn)入“啟動(dòng)陀螺”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示陀螺轉(zhuǎn)速標(biāo)志值及“正在啟動(dòng)陀螺 請(qǐng)稍等” ，聽到蜂鳴聲，控制裝置屏幕提示

39、“下放陀螺 跟蹤” ，作業(yè)員下放陀螺敏感部，通過步進(jìn)迭代將目視光路中光標(biāo)擺幅限制在25 格范圍內(nèi)（注:光標(biāo)擺動(dòng)范圍應(yīng)盡可能的與 0 線對(duì)稱） ；4）聯(lián)機(jī)取數(shù) 按【4】鍵進(jìn)入聯(lián)機(jī)取數(shù)，控制裝置屏幕顯示“輸入點(diǎn)號(hào)” ，輸入相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位號(hào)（也可根據(jù)實(shí)際情況由操作人員賦予，必須由 09 依順序輸入）后，控制裝置屏幕顯示“輸入盤左讀數(shù)” ，電子經(jīng)緯儀盤左照準(zhǔn)目標(biāo)后，按電子經(jīng)緯儀上【0set】鍵發(fā)送讀數(shù)，蜂鳴聲響后可依相同方法進(jìn)行盤右觀測(cè)。若需下一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量，按【確認(rèn)】鍵輸入該點(diǎn)位號(hào)，否則按任一數(shù)字鍵退出，進(jìn)入下一測(cè)量步驟；5）積分測(cè)量按【5】鍵儀器進(jìn)入“積分測(cè)量”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示量時(shí)間的倒計(jì)時(shí)

40、秒值及“正在積分測(cè)量 請(qǐng)稍等” ，直至聽到蜂鳴聲，進(jìn)入下一測(cè)量步驟； 6）制動(dòng)陀螺控制裝置屏幕提示“鎖緊陀螺” ，作業(yè)員鎖緊陀螺敏感部后，按【5】鍵，控制裝置屏幕顯示“按確認(rèn)鍵進(jìn)行 按數(shù)字鍵退出” ，按【確認(rèn)】鍵儀器進(jìn)入“制動(dòng)陀螺”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示顯示陀螺轉(zhuǎn)速標(biāo)志值及“正在制動(dòng)陀螺 請(qǐng)稍等” ，直至聽到蜂鳴聲，進(jìn)入下一測(cè)量步驟；7）測(cè)后零位控制裝置屏幕提示“下放陀螺 限幅” ，作業(yè)員操作儀器下放陀螺敏感部，將陀螺擺幅限制在25 格范圍內(nèi)，按【7】鍵，控制裝置屏幕顯示測(cè)量時(shí)間的倒計(jì)時(shí)秒值及“正在測(cè)后零位 請(qǐng)稍等” ，聽到蜂鳴聲控制裝置屏幕提示“鎖緊陀螺” ，作業(yè)員鎖緊陀螺敏感部，稍后屏幕顯

41、示各點(diǎn)位號(hào)的目標(biāo)讀數(shù)值（盤左及盤右的均值）及相應(yīng)點(diǎn)位的真北方位角值，操作人員紀(jì)錄測(cè)量數(shù)據(jù)。8）測(cè)后選擇若需要繼續(xù)測(cè)量，重復(fù)測(cè)量步驟；若結(jié)束測(cè)量，按【8】鍵，控制裝置屏幕顯示返回主菜單，選擇其他功能或關(guān)閉控制裝置上的電源開關(guān)、收測(cè)。4 4作業(yè)中的注意事項(xiàng)作業(yè)中的注意事項(xiàng)1) 儀器測(cè)前準(zhǔn)備及收測(cè)、陀螺啟動(dòng)及制動(dòng)操作時(shí)，陀螺敏感部必須處于鎖緊狀態(tài)，以免陀螺敏感部處于懸掛狀態(tài)時(shí)受到震動(dòng)或其他外力時(shí)造成陀螺懸?guī)p壞；2) 儀器定向測(cè)量程序，要求作業(yè)人員按測(cè)量順序操作儀器，否則電控箱將發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警，同時(shí)顯示屏?xí)@示“操作錯(cuò)誤，確認(rèn)/退出”的字樣，此時(shí)若確需此項(xiàng)操作，比如重復(fù)某一測(cè)量步驟或跳過某一步驟，可

42、按【確認(rèn)】鍵，否則按任一數(shù)字鍵退出，程序?qū)⒒氐疆?dāng)前的操作步驟；3) 陀螺敏感部在懸掛狀態(tài)下，若儀器受到外力作用，會(huì)影響其擺動(dòng)正常的擺動(dòng)軌跡，使所采集的數(shù)據(jù)失真而帶來測(cè)量誤差，因此，在測(cè)前零位測(cè)量、積分測(cè)量及測(cè)后零位測(cè)量過程中應(yīng)避免外界震動(dòng)或觸摸儀器主機(jī)；4) 當(dāng)陀螺敏感部尋北時(shí)（陀螺啟動(dòng)的狀態(tài)下） ，步進(jìn)迭代使陀螺光標(biāo)擺動(dòng)對(duì)稱于分化板 0 線（也即陀螺敏感部擺動(dòng)中心與懸?guī)ちχ行南嘁恢拢?，有利于提高測(cè)量精度；5) 工作時(shí)應(yīng)避免儀器受陽光直射及風(fēng)力的影響；6) 儀器上的【復(fù)位】鍵，將中止一切操作，使操作程序重新啟動(dòng)，當(dāng)儀器發(fā)生死機(jī)或出現(xiàn)故障確實(shí)需要重新啟動(dòng)時(shí)方可使用，且陀螺敏感部必須處于鎖緊狀

43、態(tài)；7) 旋轉(zhuǎn)“鎖放手輪”下放陀螺敏感部時(shí)，應(yīng)緩慢、均勻，若下方后光標(biāo)擺動(dòng)過大或出現(xiàn)抖動(dòng)，可鎖緊后再次下放；8) 每測(cè)回間隔時(shí)間不得少于 58 分鐘，溫度越高，間隔時(shí)間應(yīng)越長(zhǎng)。5 5儀器參數(shù)的設(shè)置儀器參數(shù)的設(shè)置5.15.1自擺周期和啟動(dòng)不跟蹤周期的測(cè)定自擺周期和啟動(dòng)不跟蹤周期的測(cè)定陀螺敏感部的擺動(dòng)周期，是指其完成一個(gè)完整往復(fù)運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間。當(dāng)陀螺不工作時(shí)，陀螺敏感部的擺動(dòng)周期為自擺周期；當(dāng)陀螺工作而儀器靜止時(shí)（即儀器不跟蹤陀螺敏感部光標(biāo)的擺動(dòng)軌跡） ，陀螺敏感部的擺動(dòng)周期稱之為陀螺的啟動(dòng)不跟蹤周期。積分法定向的儀器是對(duì)陀螺敏感部的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行一個(gè)完整周期的積分，若陀螺敏感部的周期值不準(zhǔn)確，會(huì)使

44、積分產(chǎn)生的數(shù)據(jù)失真而產(chǎn)生測(cè)量誤差誤差。陀螺敏感部的擺動(dòng)周期，主要受儀器所在地的緯度及儀器中懸?guī)?、?dǎo)流絲隨時(shí)間變化產(chǎn)生物理性能變化的影響，所以應(yīng)定期或儀器長(zhǎng)途運(yùn)輸后進(jìn)行周期測(cè)量。在儀器的主菜單下按【3】鍵選擇周期測(cè)量，控制裝置屏幕顯示如下子菜單：1 自擺周期2 啟動(dòng)陀螺3 啟動(dòng)周期4 制動(dòng)陀螺5 返回在此菜單下，可進(jìn)行周期測(cè)量。5.1.15.1.1 自擺周期測(cè)量自擺周期測(cè)量在不啟動(dòng)陀螺電機(jī)的狀態(tài)下，下放陀螺敏感部，將陀螺敏感部的自擺擺幅步進(jìn)到1517 格范圍內(nèi)后，按【1】鍵儀器進(jìn)入“自擺周期測(cè)量”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示“正在測(cè)量自擺周期 請(qǐng)稍等”，聽到長(zhǎng)蜂鳴聲后，鎖緊陀螺敏感部，屏幕顯示自擺周期

45、測(cè)定值，確認(rèn)無異常后記錄并按【確認(rèn)】鍵，儀器將自動(dòng)儲(chǔ)存所測(cè)數(shù)值。5.1.25.1.2 啟動(dòng)不跟蹤周期測(cè)量啟動(dòng)不跟蹤周期測(cè)量在陀螺敏感部鎖緊的狀態(tài)下，按【2】鍵，控制屏幕顯示“按確認(rèn)鍵進(jìn)行，按數(shù)字鍵退出”，按【確認(rèn)】鍵儀器進(jìn)入“啟動(dòng)陀螺”狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示“正在啟動(dòng)陀螺 請(qǐng)稍等”，聽到蜂鳴聲，下放陀螺敏感部，將陀螺擺幅步進(jìn)到1517 格的范圍內(nèi)，然后按【3】鍵，儀器進(jìn)入“陀螺啟動(dòng)不跟蹤周期”測(cè)量狀態(tài)，控制裝置屏幕顯示“正在測(cè)量啟動(dòng)周期 請(qǐng)稍等”，聽到長(zhǎng)蜂鳴聲后，鎖緊陀螺敏感部，屏幕顯示不跟蹤周期測(cè)定值，確認(rèn)無異常后記錄并按【確認(rèn)】鍵，儀器將自動(dòng)儲(chǔ)存所測(cè)數(shù)值；按【4】鍵選擇制動(dòng)陀螺，控制裝置屏

46、幕顯示“正在制動(dòng)陀螺 請(qǐng)稍等”，聽到蜂鳴聲后結(jié)束。5.25.2儀器常數(shù)儀器常數(shù) C C 的標(biāo)定的標(biāo)定5.2.15.2.1 陀螺方位角的測(cè)定陀螺方位角的測(cè)定1）將儀器常數(shù)輸為零。2）將儀器置于二等以上天文方位邊的測(cè)站上進(jìn)行 69 次定向測(cè)量。3）將所測(cè)數(shù)據(jù)(陀螺方位角)取算術(shù)平均值。5.2.25.2.2 儀器常數(shù)的計(jì)算儀器常數(shù)的計(jì)算根據(jù)所測(cè)已知天文方位邊的陀螺方位角均值，按下式計(jì)算儀器常數(shù)：T式中： 儀器常數(shù) 已知邊天文方位角 陀螺方位角T5.2.35.2.3 儀器常數(shù)的輸入儀器常數(shù)的輸入在控制裝置屏幕顯示的主菜單中選擇【4】鍵進(jìn)入“儀器常數(shù)輸入”狀態(tài)，按屏幕提示“度、分、秒、正負(fù)號(hào)”依次輸入儀器常數(shù)，其中號(hào)輸入按【1】鍵，負(fù)號(hào)輸入按【0】鍵。5.35.3時(shí)間設(shè)置時(shí)間設(shè)置在主菜單顯示狀態(tài)下，如果控制裝置屏幕顯示時(shí)間與北京時(shí)間不符，可按【4】鍵，按屏幕提示輸入正確的北京時(shí)間（24 時(shí)制） 。6 6儀器的一般調(diào)校儀器的一般調(diào)校6.16.1管狀水準(zhǔn)器的調(diào)校管狀水準(zhǔn)器的調(diào)校儀器上的管狀水準(zhǔn)器，是安置陀螺儀旋轉(zhuǎn)軸處