陀螺全站仪在地铁盾构测量中的应用

导线测量中的方位精度是保证地铁盾构隧道能够贯通的关键因素,也是难点。为提高地下导线测量的精度,通过对传统测量方法和陀螺全站仪的原理进行分析比较,采用了导线测量和陀螺全站仪定向边联合测量平差的方法,结合实际工程实例,得出加测陀螺定向能提高隧道贯通精度的结论,保证盾构隧道顺利贯通。

基于陀螺方位辅助的短定向边地铁隧道贯通测量方法

针对盾构始发井空间狭小,导致地铁隧道掘进过程中面临定向边短的问题,为确保隧道贯通精度,本文结合实际工程,采用双联系三角形一井定向、洞内交叉导线网测量及陀螺全站仪辅助定向方法,通过误差传播定律将陀螺方位与导线方位定权匹配处理,以提高隧道横向贯通精度。隧道贯通后与其他平差方案横向贯通误差对比分析,实践结果表明,本文采用的方法可以有效控制横向贯通误差的累积,贯通精度最高。

隧道连续超短边导线测量方法比较与应用

为解决隧道洞内连续超短边导线测量难题及选择最优测量方案,结合青岛地铁跨海隧道斜井洞内导线测量出现的连续8条短边的工作实践,将常规双导线、虚拟双导线、多公共转点侧方交会导线、自由设站多公共点边角交会导线、常规双导线+陀螺组合定向测量方法在工程上进行综合应用;对各种方法的应用条件、测量效率、达到的效果等进行对比分析,将最优的测量成果用于指导跨海隧道施工,最终保证了隧道高精度贯通。通过总结几种测量方法的优缺点及应用条件,为隧道洞内短边导线测量提供多种方位传递方法,以摆脱对陀螺仪的依赖。

子午线收敛角和垂线偏差对陀螺方位角的影响

陀螺经纬仪常用于测定井下或地面待定边的坐标方位角.主要分析了在陀螺方位角测量中,影响坐标方位角计算的2个因素--子午线收敛角和垂线偏差.根据赫里斯托夫子午线收敛角γ计算公式和常用近似公式,计算了不同纬度的γ值,对比分析得到：随着经差l的增大,近似公式计算误差相应增大,l=0.5°时计算精度可达0.01″-0.1,″此外给出了γ较差计算公式,并分析得到经差l小于1°时,公式计算精度可达0.001.″根据GPS法测量高程原理导出了垂线偏差计算公式,并结合某试验网数据分析得到垂线偏差最大值一般小于20,″这和理论上的结论较吻合.

基于压电陀螺的快速方位测井短接

本文在对现有应用于方位测井的陀螺仪进行性能比较基础之上,提出了一种以压电陀螺为惯性敏感元件的新的方位测井法,并实现了包括机械结构和电子电路在内的方位测井短接的软、硬件设计。该系统采用快速小波滤波对陀螺输出数据进行了优化,对各种削弱有用信号,降低测量精度的干扰源进行了误差补偿,并运用快速定位与精细逼近相结合的测量方法,实现了系统设计精度(Δθ<±0.3°),同时达到快速测量的目的(Δt<125s)。实验证明了该方法的有效性和实用性。

沉管隧道加测陀螺边的地下导线贯通误差预计模拟法研究

针对传统加测陀螺边的地下导线贯通误差预计的解析法没有考虑随机误差的相互抵偿性,使预计结果偏于保守的问题,基于蒙特卡洛模拟方法,顾及陀螺定向测量的观测方式和误差分布规律,提出一种利用模拟观测值代替陀螺观测值进行贯通误差预计的方法,并以港珠澳大桥沉管隧道1∶1实景模拟试验验证该方法的可行性与可靠性。结果显示,该模拟方法能够有效预计贯通误差,对加测陀螺边的地下导线网型有良好的应用效果,可以为优化地下导线控制网提供参考。

电罗经测定方位角的校准方法及其误差分析

介绍电罗径测定方位角的基本原理,阐述海洋工程中电罗径校正的步骤和注意事项,给出计算公式。分析直接法对电罗径校准产生的误差,提出利用天文测量手段测量船舶方位角的最有利观测条件。

方位旋转式平台惯导系统的误差分析与仿真

采用惯性平台相对惯性空间以固定角速度绕方位轴旋转的系统方法,构成方位旋转式平台惯导系统(ARGINS),通过调制惯性测量元件沿平台水平方向的输出误差,提高平台式惯导的精度。给出了ARGINS无阻尼情况下的系统误差方程,分析了静基座下的系统误差,并采用Monte-Carlo方法研究了动基座下的系统误差特性。结果表明,相对固定指北式平台惯导,由于水平方向上的惯性测量元件误差引起的随时间发散误差量被调制为常值误差,而常值误差量则被调制为可通过阻尼消除的振荡性误差,达到了抑制惯性测量元件误差的效果。

基于单轴连续旋转调制的方位对准技术

捷联惯组冷态启动、环境温度变化、长时间未标定都可能使陀螺常值漂移发生变化,进而影响捷联惯组的方位对准精度。为减小陀螺常值漂移对方位对准精度的影响,进行基于单轴连续旋转调制的方位对准技术研究。通过理论分析可知,转台单轴连续旋转条件下,将陀螺常值漂移周期性调制,陀螺常值漂移对方位对准精度影响较小,转台转速越高,对准时间越长,方位对准收敛振荡幅值越小,收敛速度越快。通过算法仿真和试验验证了理论分析的正确性。

长隧道地下导线中加测陀螺方位角模拟计算

针对长隧道地下导线测量中,采用测角量边的单一支导线精度较低的问题,讨论了通过横向贯通误差确定陀螺方位角个数以及两定向边之间导线点的布设,并着重进行了模拟计算。结果表明,设计误差满足工程限差要求,本设计方案可行。

红外导引头位标器陀螺的方位效应研究

方位效应是同轴安装式位标器陀螺的一个固有缺点,它会给导引头带来诸多不利影响。文中详细分析了方位效应对陀螺的旋转磁场和进动磁场的影响,指出了方位效应的存在不仅会减小陀螺的有用力矩还会带来通道间的耦合。此外,方位效应还会影响信号的调制和跟踪的性能。给出了三种减小方位效应的方法,并重点介绍了一种新型结构的位标器陀螺,这种结构的陀螺跟踪范围大,方位效应小。

基于动调陀螺的单轴平台寻北仪及其误差分析

针对实验中发现的某寻北仪方位漂移与固定该寻北仪的载体的初始方位近似成180°周期函数关系的现象,基于动调陀螺单轴平台寻北仪的基本工作原理,导出了陀螺漂移对寻北仪方位稳定性产生影响的微分方程,并就陀螺漂移的各种不同情况对寻北仪方位稳定的影响进行了仿真分析。结果表明陀螺漂移是导致寻北仪系统出现此现象的原因。

数字式方位陀螺仪

介绍了一种由微型计算机控制,利用双位置施矩用以消除漂移影响、提高方位测定精度的新型数字式方位陀螺仪.文中阐述了它的构造原理,并对其误差因素和关键技术问题作了简要的说明.

单轴旋转SINS方位陀螺漂移精确估计方法

为了减小方位陀螺漂移对单轴旋转捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)长时间定位精度影响,提出了一种方位陀螺漂移在线估计方法。对SINS误差参数进行分析,指出东向陀螺漂移和方位失准角精度决定方位陀螺漂移估计值精度。利用优化后的卡尔曼(Kalman)滤波器在线估计SINS失准角并进行补偿,在此基础上进一步使用Kalman滤波器估计惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)误差。进行了转台三轴摇摆和车载行进间验证实验,车载行进间验证实验中,IMU误差估计完成后转入到纯惯性导航,其12h的定位误差为2.12nmile,系统定位精度满足中等精度单轴旋转SINS长时间导航需求。

陀螺全站仪基线场建立及仪器常数测定

陀螺全站仪是一种精密仪器,在工程测量中有广泛应用。文中通过布设陀螺仪基线场,利用TM30高精度测量机器人测定基线场边长和角度,并进行网平差计算,获取该基线场方位角精度,可定期进行陀螺仪仪器常数的测定,为国内其他拥有陀螺全站仪的生产单位提供参考。

负载扰动下的气球吊篮的方位稳定控制策略

针对大惯量负载高速机动产生的强扰动,为提高高空气球吊篮的方位控制性能,采用在角位置环内部增加角速度内环的方法抑制扰动。角速度内环利用高采样率的陀螺输出信号作为反馈信息。利用某高空气球吊篮做了阶跃信号的跟踪和加挂负载后的抗扰实验,实验结果:阶跃响应上升时间基本不变,超调由单闭环时的44%降为双闭环时的9%;对转动惯量为吊篮转动惯量15的负载作最大速度55.87°/s、最大加速度175°/s2的正弦运动时带来的强扰动,采用双闭环时吊篮方位角最大误差下降为单闭环时的44.4%。结论:相对于角位置单闭环结构,角位置加角速度双闭环结构的吊篮方位控制系统具有对给定信号响应快、超调小、调节时间短等优点,且具有更强的抗干扰性能。

全国测震台站仪器方位角普查校正

针对测震台网台站方位角普查校正实际需要和方位角普查工作技术要求,提出测震台网台站方位标志安装、台站新安装地震计方位测定、已运行台站地震计方位角普查校正的操作方法,以及摆墩与摆坑型场地地震仪输出极性的检测判定方法。

地下导线加测陀螺方位角最优位置的快速确定

针对加测陀螺方位角后地下导线的平差及其精度分析问题,给出了严密的计算公式,并对陀螺方位角加测的最优位置进行了分析,得出了加测位置的最优解,加测一个陀螺方位角应位于导线的2/3处,加测多个陀螺方位角应均匀分布。

陀螺定向测量中坐标方位角计算方法分析

定向测量中定向边的坐标方位角大多使用已知边的坐标方位角和陀螺方位角来计算,根据真北与坐标北的几何关系,还可以使用已知边的真方位角和陀螺方位角来计算。文章通过对两种计算方法的结果进行对比分析,论证了基于已知边真方位角利用陀螺方位角求取定向边的坐标方位角这一计算方法的可行性。

数字式快稳陀螺罗经设计初探

就如何缩短现有船用陀螺罗经的稳定时间和提高指向精度与稳定性进行探讨。利用现代高精度倾角测量技术,通过数学建模和计算机软件模拟的方法,在陀螺罗经启动后短时间内计算出陀螺仪主轴稳定指北的位置,并对计算结果的精度进行了分析和评估。