《工程测量概论》23陀螺经纬仪经典观测方法2h课件

1、陀螺经纬仪经典观测方法工程测量学二院一室孙现申 (635298sunxianshen123)向同学们问好！第1页，共27页。上次课内容回顾：陀螺经纬仪定向观测方程陀螺轴的自由摆动方程陀螺仪未自转时，自由摆动、扭摆运动第2页，共27页。上次课内容回顾：陀螺经纬仪定向观测方程陀螺轴的自由摆动方程上式用于零位的测定。 DB为悬挂带扭矩系数（i,ti）(i=1,2,n)一般用ri(i=1,2,3) : =(r1+2r2+r3)/4 应更精确些。(t)方程，光标线在分划板上的摆动规律。 ：格数； t ：时刻 观测值积分常数：初始摆幅：D初相时间：t0摆动中心：第3页，共27页。

2、上次课内容回顾：陀螺经纬仪定向观测方程跟踪状态下陀螺轴的摆动方程所谓跟踪状态:使0刻划线始终与光标线重合零位改正=零位改正系数摆幅的衰减系数(在10-510-6之间 )积分常数：初始摆幅：A初相时间：t0摆动中心：M第4页，共27页。上次课内容回顾：陀螺经纬仪定向观测方程跟踪状态下陀螺轴的摆动方程陀螺跟踪周期上式用于精密定向。 （i,ti）(i=1,2,n)M一般用ri(i=1,2,3,4,5) : M=(r1+r2)/2; M=(r1+2r2+r3)/4(t)方程，光标线在水平度盘上的摆动规律。 ：水平读盘读数； t ：时刻 观测值第5页，共27页。分写为陀螺经纬仪定向观测方程不跟踪状态下陀

3、螺轴的摆动方程上式用于精密定向。 （i,ti）(i=1,2,n)积分常数：初始摆幅：B初相时间：t0摆动中心：近似北方向值：N有一些简易方法。 第6页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向的经典方法有2个：1. 跟踪逆转点法，一般简称为逆转点法2. 中天法，用于不跟踪式观测本次课讨论陀螺经纬仪定向作业过程逆转点法及其数据处理中天法及其数据处理第7页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向作业过程几个名词的含义及表示陀螺北:跟踪状态下,陀螺轴进动的平衡位置。对应的水平度盘读数称为陀螺北方向值M陀螺方位角:陀测线方向值M+天文方位角: 陀+仪器常数Cg坐标方位角: T= 子午线收

4、敛角ACD= CD+CtanC TCD=ACDC+C 第8页，共27页。陀螺经纬仪整体定向程序在地面已知边上独立测量23个陀螺方位角，计算仪器常数。在地下待定向边上独立测量2次陀螺方位角。在地面已知边上再独立测量23个陀螺方位角，计算仪器常数，以资检核。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向作业过程第9页，共27页。一次测量陀螺方位角程序在定向边上安置陀螺经纬仪,对中整平。用经纬仪测量测前测线方向值rCD。粗略定向(罗盘法、两逆转点法、1/4周期法)。测前悬带零位观测B 。精密定向（跟踪逆转点法或中天法等）。测后悬带零位观测F 。用经纬仪测量测后测线方向值rCD 。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬

5、仪定向作业过程第10页，共27页。零位观测：零位观测的过程：在陀螺转子不转动的状态下,首先松开锁紧装置,缓慢放下灵敏部,然后观察目镜视场中光标线相对于分化板的摆动情况,可利用限幅机构使光标线的运动在目镜视场范围内。在我国生产实践中,一般测取35个逆转点(也有人称为摆幅值),使用Schuler平均值法求出零位。在我国生产实践中, =(B+F)/2零位观测陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向作业过程（i,ti）(i=1,2,n)一般用ri(i=1,2,3) : =(r1+2r2+r3)/4 应更精确些。零位改正第11页，共27页。粗略定向 进行陀螺经纬仪精密定向的前提条件之一是望远镜近似指北，即粗

6、略定向。粗略定向可利用罗盘仪，一般用陀螺经纬仪。 两逆转点法 用跟踪式观测测取两个相邻逆转点读数r1、r2，则有N=(r1+r2)/2即近似北方向在经纬仪水平度盘上的读数。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向作业过程第12页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法逆转点法开始定向前，要求粗略定向观测之前、后，测B、F测B后，进行逆转点跟踪观测前，将经纬仪水平微动螺旋放在行程中间位置，固定照准部在近似北方。启动陀螺马达，达额定转速后缓慢下放灵敏部，并限幅使摆动不超过水平微动螺旋行程范围。用微动螺旋跟踪（使光标线与分划板的零刻划线始终重合）。跟踪要平稳和连续。每次跟踪到逆转点，读取水平读盘读数。一般连续

7、读取5个逆转点读数。第13页，共27页。跟踪观测时，还需用秒表测定连续2次同一方向经过逆转点的时间，用于求TA计算r1r2r3r4r5陀螺经纬仪经典观测方法逆转点法第14页，共27页。Schuler平均值公式推导逆转点时间(i=整数)逆转点方程或(i=1，2，n) (i=1，2，n) 陀螺经纬仪经典观测方法逆转点法第15页，共27页。(i=1，2，n) 舒勒平均值(Schulers mean)陀螺经纬仪经典观测方法逆转点法第16页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向观测记录(逆转点法)左方读数摆动中值右方读数周期其他情况计算项目计算值测前零位44s.73天气：晴气温： +12C风力

8、：34级启动： 21h25m观测： 21h39m制动： 21h59m测线方向值1795930.8-7.0陀螺北方向值3595652.7+7.3+0.175(-6.95)零位改正55.2-6.9陀螺方位角1800333.3跟踪逆转点读数13350513s.79仪器常数-407.2(3145.5)3595646.83582148天文方位角1795926.1129413595653.0(2405.0)子午线收敛角33(2734.5)3595658.23582622坐标方位角1795851.112528零位改正计算=0.380; =612； =55.2平均值：3595652.7测后零位44s.65测

9、线 方 向 值+10.5盘左盘右中值(+10.40)+0.30-9.8测前179592235959391795930.5+10.3测后179592535959371795931.0测前测后平均值：+0.2375平均1795930.8第17页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法中天法 将经纬仪照准部固定在近似北方向上，并记录下该读数N。启动、下放陀螺马达，限幅使光标线不超过目镜分划板范围。然后 光标线经过分划板零刻划线时启动秒表，读取时间t1（称中天时间）； 光标线到达逆转点时，在分划板上读取a1； 光标线返回零刻划线时读取时间t2； 光标线到达另一逆转点时在分划板上读取a2； 光标线再返回零刻划

10、线时读取时间t3。观测第18页，共27页。中天法观测第19页，共27页。计算 tt12t2t3( t2t1) ( t3t2) tt12t2+t3 ( t2t1) +( t3t2) 陀螺经纬仪经典观测方法中天法第20页，共27页。实践中，c中一般在实地测出。测定时，将陀螺经纬仪先后置于子午线以东和以西的两个近似北位置。偏离1015为宜，摆幅约10格，用中天法各测定一次陀螺北在度盘上的读数。这样有 陀螺经纬仪经典观测方法中天法第21页，共27页。计算公式推导陀螺经纬仪经典观测方法中天法简化为第22页，共27页。计算公式推导陀螺经纬仪经典观测方法中天法若B、TB已知，根据中天时间t1、t2、 tn求

11、将t1、t2代入解得第23页，共27页。计算公式推导陀螺经纬仪经典观测方法中天法若B、TB已知，根据中天时间t1、t2、 tn求将t1、t2 、t3代入用最小二乘解得 tt12t2t3第24页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法陀螺经纬仪定向观测记录(中天法)左方读数摆动中值右方读数周期其他情况计算项目计算值测前零位45s.46天气：晴气温： +12C风力：34级启动： 21h25m观测： 21h39m制动： 21h59m测线方向值1800000-5.5陀螺北方向3595633+5.4-0.05(-5.5)零位改正-12-5.5陀螺方位角1800315N度盘读数N=c中BtM=N+N中天时间t摆

12、动时间左 右时间差t摆幅仪器常数-407天文方位角1795908子午线收敛角3335957300m00s.00+3min37s.57+8.8坐标方位角1795835零位改正计算=0.380; =612 =12c中=2.967/格s-573m37s.57-2s.26-3min39s.8335956337m17s.40-2s.22-8.9+3min37s.6110m55s.01-2s.05-3min39s.6614m34s.67+8.85平均：-2s.18测后零位43s.35测 线 方 向 值+2.9盘左盘右中值(+2.9)-0.05-3.0测前1795950000101800000+2.9测后1795953000081800000测前测后平均值：-0.05平均1800000第25页，共27页。陀螺经纬仪经典观测方法思 考 与 练 习 一、名词解释陀螺北 陀螺方位角 零位观测 零位改正 仪器常数 （跟踪式）逆转点法 中天法 二、计算 1.对陀螺经纬仪进行跟踪式观测，测得五个连续的逆转点值依次为：13355、3582148、12941、3582622、12528；又测得悬带零位=+0.24格，零位改正系数0.380。已知：陀螺目镜分化板格值630，仪器常数Cg407。求真北方向值。 2.用中天法进行陀螺经纬仪定向观测，在近似北N=3595730处测得五个连续的中天时间