浅析CGTY-2型国产陀螺全站仪定向精度

CGTY-2型陀螺全站仪是我国自主研发的一款高精度精密定向仪器。本文分别对GYROMAT-3000和CGTY-2两种型号仪器在高等级真北方位基准上进行定向观测测试,测量数据显示,两种仪器不可避免均存在零位漂移,内符合精度均优于标称精度。其中,CGTY-2稳定性略优,测量中误差优于2.5″。同时,本文根据标定的仪器常数分别在西安、上海的高等级真北方位基准上进行准确性测试,仪器外符合偏差小于3.0″。试验结果表明,CGTY-2型陀螺全站仪定向观测的内、外符合精度均高于其标称精度,其稳定性和准确性得到了验证。

用GYROMAT 3000实现地铁隧道内的高精度定向测量

陀螺全站仪是一种无需借助外力可进行真北定向测量的仪器,本文首先对陀螺全站仪定向原理进行了介绍,阐述了真北方位角、坐标北方位角与陀螺方位角的关系。然后介绍了GYROMAT 3000陀螺全站仪的特点和优势。结合GYROMAT 3000陀螺全站仪在某地地铁一号线隧道进行定向测量,阐述了隧道内陀螺定向测量流程。将陀螺定向测量结果加入隧道内精密导线进行平差,结果表明,加入陀螺定向测量方位角后,导线精度明显提高。陀螺定向成果指导了隧道的开挖,确保了隧道准确贯通。

用GYROMAT 3000陀螺全站仪精确测定真北方向

陀螺全站仪是一种无须借助外力可进行真北定向测量的仪器,本文介绍了陀螺全站仪定向原理,结合GYROMAT 3000陀螺全站仪在重庆某地进行精确寻北定向测量,阐述了陀螺全站仪精确寻北定向测量作业流程。将GYROMAT 3000陀螺全站仪精确寻北结果与GNSS RTK测量坐标反算角度进行比较,结果表明:陀螺精确寻北结果准确可靠。

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。

基于陀螺全站仪的三轴惯性测试转台寻北方案及实验

针对惯性测量元件误差参数的标定精度取决于惯性测试转台的基准精度,提出一种基于陀螺全站仪的转台平面镜寻北方法。利用实验室外一级控制点坐标计算陀螺全站仪的仪器常数并求取子午线收敛角,对陀螺全站仪和T3经纬仪进行准直观测修正并测量法线夹角完成转台平面镜法线方向地理方位角的求取,以此实现转台北向基准的建立。采用实验室光纤陀螺惯导系统搭建实验平台并开展多位置敏感地球自转角速度分量的重复性验证实验,结果表明基于陀螺全站仪的转台北向基准测定方法具有较好的可行性与可靠性。

具有安装误差抵偿功能的光纤陀螺／全站仪组合定向方法

为实现在单个GPS控制点上直接完成角秒级的全站仪定向,提出了一种基于光纤陀螺的免安装误差标定全站仪定向方法.在该方法中,光纤陀螺与全站仪望远镜固连,利用全站仪望远镜带动光纤陀螺分别在水平面和竖直面精确旋转180°,到东向位置、东向抵偿位置、西向位置、西向抵偿位置做静态测量.在给出4个位置严密观测方程的基础上,利用4个位置的测量值,得到忽略安装误差影响情况下的全站仪横轴真方位角计算公式,实现光纤陀螺轴与全站仪横轴间的安装误差自动抵消.在充分考虑到工程实现可行性的情况下进行了仿真研究,结果表明:该方法在不利的情况下,给方位角带来的误差约为17″,在指南针的辅助下可控制在10″以内,该精度能够满足日常测量工作需要.

精密磁悬浮陀螺全站仪定向误差分析与建模研究

采用时间序列方法对高精度磁悬浮陀螺全站仪采集的原始电流数据进行分析,得出仪器用于计算定向角的转子电流数据多数情况下属于非平稳时间序列,其非平稳时间序列在不同的观测条件下表现出随机趋势性、周期性、条件异方差、异常观测值的特性。研究基于磁悬浮技术的陀螺全站仪定向误差数据的数学模型,用差分的方法剔除趋势项,用Box-Jenkins方法对平稳随机序列建模,根据不同的数据特征建立不同的时间序列模型预测和控制用于计算定向角的电流数据的精度,提高定向角的精度。

基于光纤陀螺的即插即用式全站仪定向方法

针对全站仪视准轴与光纤陀螺轴间存在集成误差角和光纤陀螺零偏问题,提出了一种即插即用且系统误差自动抵偿的光纤陀螺/全站仪组合定向方法。在工作现场,光纤陀螺通过锁紧装置连接到全站仪望远镜上,利用全站仪望远镜可分别在竖直和水平方向精确转动的特点,带动光纤陀螺到东向、西向、东向抵偿位置、西向抵偿4个位置做静态观测。这4组观测值代入一个简单公式即可计算出全站仪视准轴方位角。该方法的锁紧装置简单,集成精度要求低,光纤陀螺零偏和集成误差对方位角的影响基本被消除。仿真表明,在不利情况下,定向系统误差可控制在1″以内。

基于小波变换理论的精密磁悬浮陀螺全站仪定向系统中噪声剔除方法研究

精密磁悬浮陀螺全站仪定向系统的转子电流观测数据是随观测时间和环境的变化而变化的非线性数据序列,研究表明仪器定向系统中受强噪声干扰的非线性时序观测数据应用小波分解和重构可有效的剔除误差,分离出用于定向计算的有效的转子电流数据。该方法解决了传统的数据处理方法对仪器定向系统产生的非平稳、非线性观测数据序列滤波的局限性,有效地改善了仪器的定向结果,提高了定向角的精度。

野外环境下陀螺全站仪定向精度与稳定性的测试与分析

基于高精度的野外地表控制网,针对不同的时间、地点和温度变化环境以及振动变化环境等实际的野外观测条件,对HGG05型陀螺全站仪的稳定性和指北定向精度进行测试与研究,通过多个周期测试数据的分析,总结出了一套方法可行、成果可靠的陀螺全站仪测试方法与数据处理程序。

悬臂掘进机自动导向和定位技术探索

介绍了掘进机自动导向和定位技术,分析和比较了基于全站仪、陀螺仪、电子罗盘、激光导向仪和视觉检测等的掘进机自动导向和定位技术的原理和特点,得出了如下结论:(1)基于陀螺仪和电子罗盘的自动导向和定位技术可实现自主导航,其它方法则需要给定参考坐标系;(2)以倾角仪作为俯仰角和横滚角检测传感器的装备技术更适合于水平巷道导向;(3)以巷道指向激光为参照系的方法更易于同煤矿现有自动导向和定位方式相结合。

下架式陀螺全站仪自动定向测量程序改进及精度评定

针对传统陀螺全站仪定向测量方法存在问题,依据陀螺全站仪测定井下坐标方位角的作业流程,制定其测定井下坐标方位角的计算程序,实现陀螺全站仪自动定向测量,并从一次测定的观测值中误差和定向边坐标方位角中误差2个方面进行精度评价。实验结果表明:通过设置陀螺全站仪内置自动测量程序,可以有效提高设备测量效率和精度。

基于WinCE的陀螺全站仪数据通信与预处理系统设计

为提高陀螺全站仪自动化程度和地下工程贯通测量效率,从磁悬浮陀螺全站仪的工作原理出发,结合Windows CE嵌入式系统的特点,以PDA作为数据通信接口实现了全站仪测量数据与陀螺寻北仪定向数据的数据通信。在此基础上选用Visual Studio.NET2010集成开发环境开发了陀螺全站仪通信与数据预处理系统。该系统可实现拓普康、尼康、索佳、探卡等品牌的全站仪与磁悬浮陀螺寻北仪进行双向通信,并实现地下工程贯通测量外业采集数据预处理功能。通过大量实验数据分析和研究,验证了系统的有效性和可靠性。当前该系统已多次应用于地铁、隧道、矿山等地下工程贯通测量项目。文中的研究可为在智能移动设备上开发测绘数据采集和数据处理软件提供借鉴。

高精度陀螺全站仪在轨道交通工程测量中的应用研究

在介绍陀螺全站仪定向原理的基础上,结合GYROMAT 3000在重庆市轨道交通六号线二期工程超长隧道控制测量中的应用,分析了高精度全自动陀螺全站仪在轨道交通工程测量中的作业流程及注意事项,并对影响陀螺仪定向精度的因素及应对措施进行了归纳总结,为高精度陀螺全站仪在相关领域的推广应用提供了一定的技术参考。

黄陵一号煤矿巷道特大型贯通测量研究

对黄陵一号煤矿二号风井至三号风井间特长巷道贯通测量中所采用的技术与方法进行了总结与论述,对先进的GPS卫星定位技术、陀螺定向技术和全站仪测量技术在贯通测量中应用的最佳方式,以及诸技术间的配合使用等问题进行了探讨。其经验对大型、特大型贯通测量具有借鉴作用。

BTJ-5陀螺全站仪在轨道交通工程测量中的应用

在介绍下架式陀螺全站仪定向原理的基础上,结合BTJ-5陀螺全站仪在广州市城市轨道交通11号线地下隧道控制测量中的应用,分析高精度全自动陀螺全站仪在轨道交通工程测量中的作业流程及注意事项,并对影响陀螺仪定向精度的因素及应对措施进行归纳总结,为高精度陀螺全站仪在相关领域的推广应用提供一定的技术参考。

“嫦娥”着陆器悬停、避障、缓降试验中的姿态和位置测量

针对"嫦娥"着陆器悬停、缓降、避障试验过程中的姿态和位置测量需求,提出了全站仪、经纬仪及陀螺经纬仪三种测量方案。分别给出了测量计算数学模型,分析了测量系统误差,并对每一测量方案优劣性进行了评估,确定了最佳测量方案。

陀螺定向实验教学系统的研发与应用

为了优化传统陀螺定向实验教学模式,该文研发了陀螺定向实验教学系统。首先介绍了陀螺定向原理和陀螺全站仪的基本组成;然后阐述了陀螺定向实验教学系统原理、组成和功能等,并给出了陀螺寻北测量模块的核心算法;最后分析了实验教学系统在课程实验教学环节的应用,主要可完成陀螺全站仪室内教学、观摩及演示。利用其直观简明的界面可以让学生对陀螺全站仪的原理和寻北方法有更加深刻的认识,提高了定向实验教学质量和水平。

竖轴与法线不平行对光纤陀螺/全站仪定向的影响及解决方法

为了完善光纤陀螺/全站仪组合的定向算法，分析了全站仪竖轴和参考椭球面法线不平行对光纤陀螺/全站仪组合的定向解算影响．结果表明：当测站处于纬度0°～70°区域内时，由这种不平行带来的定向误差随纬度增加近似呈线性增加，最大可达40″；在中国范围内，最大定向误差约为27″．为了消除该误差，虚拟出一个地面点，使过该点的椭球面法线与全站仪竖轴平行，以虚拟点坐标代替定向算法中的测站坐标．然后，推导出基于全站仪整平误差测量值、垂线偏差及测站坐标求取虚拟点坐标的公式．考虑到全站仪整平误差及垂线偏差的测量误差影响，对改进后的定向算法进行了误差分析．研究结果表明：由竖轴和法线不平行导致的定向误差大幅度减小，在中国范围内，最大定向误差约为5．2″；即使虚拟点的垂线偏差简单取零，最大定向误差也仅为7．2″．

CGTY-2型陀螺全站仪方位角测量实验及其精度分析

陀螺定向测量不受天气、时间以及测量环境等多种条件的限制,可以在地理南、北纬度75°之间实现任意测站点的真北方位测定。采用陀螺仪加测陀螺方位角的方法来检核地下导线边的方位,可有效限制地下导线边方位角测量误差的累积,进而提高地下导线的精度。为了研究分析CGTY-2型悬挂带式陀螺全站仪方位角测量的精度及稳定性,设计基于该全站仪的工程控制网方位角测量实验,采集多源数据进行多方面比较,并利用实验数据进行内、外符合精度分析。研究表明,CGTY-2型陀螺全站仪操作便捷、精度可靠、仪器性能稳定,测量效率较陀螺仪有大幅度提升,可在铁路隧道、地铁及矿山测量等地下工程中推广应用。