陀螺经纬仪定向测量培训讲义内容全面

陀螺逆转转点法定向向及精度评评定摘要隧道或井巷工程程程测量导导线布布设的形形式因因受巷道道形状状的制约约，若若单纯采采用改改变导线线布设设形式或或提高高测角次次数与与精度等等方法法，往往往难以以满足工工程施施工对于于测量量的精度度要求求。陀螺螺经纬纬仪是测测量井井下导线线边方方位角、提提高高测量精精度的的重要仪仪器。尤尤其是在在贯通通测量中中陀螺螺经纬仪仪的应应用非常常广泛泛。贯通通测量量是一项项十分分重要的的测量量工作,必须严格格按按照设计计要求求进行。巷巷道道贯通后,其接合处处的的偏差不不能超超过一定定限度度,否则就会会给给采矿工工程带带来不利利影响响,甚至造成成很很大的损损失。本本文对陀陀螺经经纬仪工工作原原理介绍绍，以以及陀螺螺经纬纬仪在贯贯通测测量中的的精度度评定。陀陀螺螺经纬仪仪在不不同领域域的贯贯通测量量工作作中运用用实例例的分析析，总总结出在在贯通通测量导导线加加测陀螺螺定向向边的最最佳位位置。关键词：陀螺定定向，贯贯通测量量，陀陀螺经纬纬仪，精精度评定定ABSTRACCCTTunnelorshhaftteengiineeeriinggmeeassureemeentwiiressfforthhefforrmoofroaadwway,,iifssimmpleesshappebychhangginngaarrranggemmenttfformmsorimmprooveewiireesaanddprreccisiionnAnngllemmeaasurremmenttmmethhodds,anndoofttendiiffiicuulttoosaatiisfyytthemeeasuureemenntacccurracyyfforennginneeerinngconnsttrucctiion..GGyroottheoodoolitteismeeasuureediinwirreedggeAngglee,iimpprovvetheemmeassurringgppreccissionniinsttruumenntss.EEsppeciialllyinnthhemeaasuuremmenntooftheepphottoeelecctrricthheoddolliteeggyroobbreaaktthroougghiisuseedexttennsivvelly.Thhrouughhmeeassureemeentissaveeryimmporrtaantmeeasuureemenntworrk,,muusttsttriictllyacccorrdinngtothheddessignnrrequuirremeentts.Thherroaadwaayexppedditee,itssjjoinntdevviaatiooncannnooteexcceeddaaceerttainnllimiit,,ottheerwiiseethheyywiilllbeeddetrrimmenttalltootthemiininngproojeect,,aandevvencaauseeggreaatlosssees.Thhispaaperriintrrodduceesworrkiingprrinccippleoffgyyroothheoodollitte,assweelllasstthebrreakkthhrouughhinntthemeeasuureemenntofthheggyrrottheeodooliiteacccurraccyaasssesss.Gyrrotheeoddoliiteeinnddiffferrenttffielldssofftthemeeasuureemenntofthheeexaamplless,tthiisppapperleeadssiinbbreeaktthrrougghmeaasuuremmenntoontheeeedgeeoofttheediireectiionnalgyyroadddsthhebbesstppossitiionn.Keyworrrds::ddireecttionnallgyyroo;tthrrougghmeaasuuremmennt;gyyrothheoddollitee;AcccurracyyAAsseesssmenntPAGE0目录HYPERLINK\l"_Toc231813234"1绪论1HYPERLINK\l"_Toc231813235"1.1陀螺定定定向的研研究现现状1HYPERLINK\l"_Toc231813236"1.2研究陀陀陀螺定向向的目目的1HYPERLINK\l"_Toc231813237"1.3陀螺定定定向的应应用领领域及发发展趋趋势2HYPERLINK\l"_Toc231813238"2陀螺经纬仪仪仪定向测测量原原理与方方法33HYPERLINK\l"_Toc231813239"2.1陀螺经经经纬仪的的类型型与结构构3HYPERLINK\l"_Toc231813240"2.1.1陀陀陀螺经纬纬仪定定向的优优点及及应用领领域33HYPERLINK\l"_Toc231813241"2.1.2陀陀陀螺经纬纬仪的的基本结结构33HYPERLINK\l"_Toc231813242"2.1.3陀陀陀螺经纬纬仪的的类型4HYPERLINK\l"_Toc231813243"2.2陀螺经经经纬仪定定向的的基本步步骤55HYPERLINK\l"_Toc231813244"2.3跟踪逆逆逆转点法法测定定陀螺方方位角角的作业业过程程7HYPERLINK\l"_Toc231813245"2.3.1陀陀陀螺仪悬悬带零零位观测测7HYPERLINK\l"_Toc231813246"2.3.2粗粗粗略定向向8HYPERLINK\l"_Toc231813247"2.3.3精精精密定向向9HYPERLINK\l"_Toc231813248"3陀螺定向的的的误差分分析113HYPERLINK\l"_Toc231813249"3.1陀螺定定定向的误误差来来源13HYPERLINK\l"_Toc231813250"3.2陀螺定定定向在贯贯通测测量中的的精度度评定144HYPERLINK\l"_Toc231813251"3.2.1陀陀陀螺方位位角一一次测定定中误误差14HYPERLINK\l"_Toc231813252"3..2.2一次定向向中中误差144HYPERLINK\l"_Toc231813253"3.3陀螺定定定向在贯贯通测测量中导导线的的平差155HYPERLINK\l"_Toc231813254"3.3.1具具具有两条条陀螺螺定向边边导线线的平差差155HYPERLINK\l"_Toc231813255"3.3.2具具具有三条条陀螺螺定向边边导线线的平差差177HYPERLINK\l"_Toc231813256"4陀螺定向在在在贯通测测量中中的应用用实例例分析200HYPERLINK\l"_Toc231813257"4.1陀螺定定定向在道道路贯贯通测量量中的的应用实实例分分析20HYPERLINK\l"_Toc231813258"4.1.1工工工程概况况200HYPERLINK\l"_Toc231813259"4.1.2陀陀陀螺定向向技术术20HYPERLINK\l"_Toc231813260"4.1.3精精精度评定定222HYPERLINK\l"_Toc231813261"4.1.4工工工程分析析233HYPERLINK\l"_Toc231813262"4.2陀螺定定定向在矿矿山贯贯通测量量中的的应用实实例分分析24HYPERLINK\l"_Toc231813263"4.2.1工工工程概况况244HYPERLINK\l"_Toc231813264"4.2.2陀陀陀螺定向向技术术24HYPERLINK\l"_Toc231813265"4.2.3精精精度评定定266HYPERLINK\l"_Toc231813266"4.2.4工工工程分析析277HYPERLINK\l"_Toc231813267"4.3陀螺定定定向在水水利贯贯通测量量中的的应用实实例分分析27HYPERLINK\l"_Toc231813268"4.3.1项目目目概况288HYPERLINK\l"_Toc231813269"4.3.2陀陀陀螺定向向技术术28HYPERLINK\l"_Toc231813270"4.3.3陀陀陀螺定向向精度度评定299HYPERLINK\l"_Toc231813271"4.3.4坐坐坐标解算算及成成果对比比分析析30HYPERLINK\l"_Toc231813272"4.3.5工工工程分析析355HYPERLINK\l"_Toc231813273"5结论38HYPERLINK\l"_Toc231813274"参考文献40HYPERLINK\l"_Toc231813275"致谢421绪论1.1陀螺定定定向的研研究现现状陀螺仪可以确定定定真子午午线方方向,还可以测测出出运动物物体的的偏角、角角速速度及加加速度度。根据据陀螺螺仪的基基本原原理,人们研制制成成功了许许多种种陀螺系系统。这这些陀螺螺系统统在航海海、航航空、航航天技技术领域域中被被用于对对船舶舶、飞机机及航航天飞行行器进进行导航航在军军事领域域中陀陀螺仪被被用做做惯性制制导系系统的核核心在地球科科学学领域中中陀螺螺仪被用用来进进行大地地测及及地理纬纬线的的测量在在地下下工程施施工领领域。像像地下下资源开开采、隧隧道施工工人们们借助陀陀螺仪仪进行定定。随随着人们们对陀陀螺仪的的认识识水平、研研究究水平及及制造造水平的的提高高,陀螺仪的的应应用领域域正在在得到不不断地地拓展。目目前前陀螺仪仪及陀陀螺系统统已在在许多科科学技技术领域域及产产业部门门得到到广泛的的应用用。尤其其是在在做贯通通测量量的时候候基本本都利用用陀螺螺经纬仪仪进行行测量工工作。由由于陀螺螺经纬纬仪不受受时间间和环境境的先先知，它它的观观测简单单方便便、效率率早，而而且能保保证较较高的精精。由由于以前前在贯贯通测量量中都都运用的的是几几何定向向法非非常耗费费人力力资源，所所以以现在陀陀螺定定向在测测量中中的发展展如日日中天。尤尤其其是在大大型的的贯通测测量里里，利用用陀螺螺定向能能确保保很高精精度，以以免出现现贯通通失误，导导致致不必要要的浪浪费。1.2研究陀陀陀螺定向向的目目的由于陀螺经纬仪仪仪主要运运用于于贯通测测量，所所以研究究陀螺螺定向在在贯通通测量中中的应应用是很很有必必要的。陀陀螺螺经纬仪仪系统统性能良良好,,精度高。它它它是集光光、机机、电、算算于于一体,装调复杂杂的的高技术术产品品。它能能完全全满足各各种采采矿工程程定向向测量精精度的的需要。按按照照以测角角中误误差来划划分导导线等级级,基本控制制导导线分为为7″和15″导线2种。对于于一一次启动动陀螺螺定向误误差为为±7″的仪器,可实施导导线线起始边边定向向及附合合导线线或闭合合导线线终端的的定向向测量,也可实施施一一井或两两井井井下起始始边的的定向。使使用用陀螺经经纬仪仪能有效效减少少常规几几何定定向时耗耗费大大量人力力、物物力和占占用井井筒时间间,降低成本本,提高劳动动生生产率。还还能能控制随随着环环境的恶恶劣,,井筒深度度增增加以及及矿区区的延伸伸发展展,其定向精精度度的降低低,大大提高高井井下平面面控制制的精度度。用用陀螺定定向经经纬仪可可以为为井下每每一水水平进行行定向向,控制导线线测测量方向向误差差的积累累,校核导线线测测量中测测角粗粗差,实施矿山山及及地下工工程大大型巷道道贯通通的定向向。通通过对陀陀螺定定向的应应用实实例分析析，来来总结出出陀螺螺边的最最佳位位置，尽尽量减减小贯通通误差差。随着着科技技的发展展,陀螺经纬纬仪仪与测距距仪配配合可以以组成成全站式式定位位系统。可可以以在矿区区进行行控制测测量,,尤其是在在矿矿井内对对有些些已被移移动或或破坏的的点位位以及近近井点点可直接接插点点,进行补测测、修修测或复复合,,充分显示示其其优越性性。陀陀螺经纬纬仪与与GPS配合合,可以组成成定定位定向向坐标标体系,扩展水平平控控制网的的测量量。也可可对隐隐蔽地区区、待待开发地地区、困困难地区区等进进行布测测与施施工。由由于它它不受时时间和和环境的的限制制,应用越来来越越广泛。1.3陀螺定定定向的应应用领领域及发发展趋趋势陀螺定向主要运运运用于贯贯通测测量。主主要运运用于矿矿山、铁铁路、公公路和和水利工工程等等多方面面。贯贯通工程,特别是大大型型贯通工工程,关系到整整个个工程建建设的的质量,必须采取取有有效措施施保证证贯通工工程有有足够的的测量量精度。贯贯通通工程中,从近巷点点开开始到工工作面面的测量量数据据的传递递均是是采用支支导线线形式。支导线线终终点的横横向误误差,受测角误误差差和起始始方位位角误差差传递递的影响响最为为明显,选择合理理的的测量方方法可可大大降降低测测角误差和和起起始方位位角误误差所引引起的的终点横横向误误差。导线中中加加测陀螺螺定向向边可以以减少少导线终终点的的横向误误差这这已成为为定论论。陀螺定定向向边加在在什么么位置,加几条为为宜,从而取得得最最优的成成果。陀螺螺螺定向现现在得得到越来来越多多的应用用，只只是现在在还处处于发展展阶段段。在以以后陀陀螺定向向将会会运用于于各行行各业。随随着着科技的的发展展,陀螺经纬纬仪仪与全站站仪配配合可以以组成成全站式式定位位系统。可可以以在矿区区进行行控制测测量,尤其是在在矿矿井内对对有些些已被移移动或或破坏的的点位位以及近近井点点可直接接插点点,进行补测测、修测或复复合,充分显示示其其优越性性。陀陀螺经纬纬仪与与GPS配合,可以组成成定定位定向向坐标标体系,扩展水平平控控制网的的测量量。也可可对隐隐蔽地区区、待开发地地区区、困难地区区等等进行布布测与与施工。由由于于它不受受时间间和环境境的限限制,应用越来来越越广泛。研究陀陀陀螺定向向在贯贯通测量量中的的应用，可可以以总结出出选择择陀螺定定向边边最佳位位置的的方法以以减小小定向误误差，提提高陀螺螺定向向边的精精度。从从而提高高贯通通精度，避避免免造成不不必要要的工程程损失失。2陀螺经纬仪仪定定向测量原原原理与方方法2.1陀螺经经经纬仪的的类型型与结构构2.1.1陀陀陀螺经纬纬仪定定向的优优点及及应用领域域陀螺经纬仪是将将将陀螺仪仪和经经纬仪结结合的的仪器。由由于于它不受受时间间和环境境的限限制，同同时观观测简单单方便便、效率率高，而而且能保保证较较高的定定向精精度，所所以是是一种先先进的的定向仪仪器。就就矿山而而言，它它完全可可以取取代国内内矿山山测量沿沿用百百年之久久的几几何定向向法，克克服了几几何定定向法要要占用用井筒而而造成成停产、耗耗费费大量人人力、物物力和时时间等等特点。陀螺经纬仪在矿矿矿山等地地下测测量工作作中可可用于：：（1）为井下每每一一水平进行行行定向。（2）控制导线线测测量方向误误误差的积积累。在在导线测测量工工作中可可以在在适当地地点加加测一陀陀螺方方位角，既既可可发现测测量水水平角的的粗差差，有可可有效效地减少少方向向误差的的积累累。（3）矿山及地地下下工程大型型型巷道贯贯通定定向（4）在荫蔽地地区区，线路、管管道、隧道等等工程的定向向（5）与光电测测距距仪配套使使使用，可可用极极坐标法法测设设新点和和敷设设高精度度的光光电测距——陀螺定向向导导线2.1.2陀陀陀螺经纬纬仪的的基本结结构目前上架悬挂式式式陀螺经经纬仪仪的型号号很多多，在国国际上上比较有有代表表性的有GAK--1、Gi-CC111、TK4等，我国国则则有JT15、FT90等。虽然然在在具体的的结构构上各有有特点点，但在在总体体结构上上却基基本类似似，如如图2.1所示。图2.1陀螺螺螺经纬仪构构造造悬挂式陀螺仪由由由以下几几部分分组成：：（1）灵敏部：：包包括悬挂带带带、导流流丝、陀陀螺马达达、陀陀螺房以以及反反光镜等等；（2）光学观测测系系统（用来来来观测和和跟踪踪灵敏部部的摆摆动）；；（3）锁紧限幅幅机机构（用于于于陀螺灵灵敏部部的锁紧紧好限限幅）；；（4）陀螺仪外外壳壳（用于防防防止外部部磁场场的干扰扰）。经纬仪则比普通通通经纬仪仪增加加了一个个定位位连接装装置。陀陀螺电源源由蓄蓄电池组组、充充电器、逆逆变变器等组组成。2.1.3陀陀陀螺经纬纬仪的的类型1952年，法法法国物理理学家家傅科提提出地地球的自自转会会在陀螺螺仪上上产生效效应的的设想：“无需进行行任任何天文文观测测或地磁磁观测测，只要要由陀陀螺仪观观测就就可以得得出任任何地点点的子子午线位位置”。20世纪初研研制制成功陀陀螺罗罗盘作为为航海海导航仪仪器。20世纪50年代，研研制制成功液液浮式式矿用陀陀螺罗罗盘仪。20世纪60年代，在在矿矿用陀螺螺罗盘盘仪的基基础上上发展成成陀螺螺经纬仪仪，其其中较大大的改改进是利利用金金属悬挂挂带把把陀螺灵灵敏部部置于空空气中中。在发发展初初期，将将陀螺螺仪悬挂挂在经经纬仪空空心竖竖轴之下下，悬悬挂带固固定端端与经纬纬仪的的壳体相相固联联，称为为下架架式陀螺螺经纬纬仪。20世纪70年代，发发展展成将陀陀螺仪仪用专用用桥式式支架跨跨放，连连接在经经纬仪仪支架上上，称称为上架架式陀陀螺经纬纬仪。上上架式陀陀螺经经纬仪的的特点点是体积积小，重重量轻，观观测测时间短短，便便于操作作和携携带，适适用煤煤矿井下下作业业条件，而而且且陀螺仪仪取下下后，经经纬仪仪还可以以单独独作为测测角仪仪使用。如如瑞瑞士威特特厂的的GAK--1，匈牙利利莫莫姆厂的Gi-CC111、德国芬芬奈奈厂的TK-4、中国矿矿业业大学和和徐州州光学仪仪器总总厂联合合研制制的JT15等，均属属于于这一类类。20世纪70年年代后期期，德德国、瑞瑞士、匈匈牙利、前前苏苏联等国国家把把自动控控制技技术和电电子计计算机引引进陀陀螺经纬纬仪，研研制出自自动化化陀螺经经纬仪仪。如德德国的的MW-7777-Gyyroomat，瑞士的GG1型，匈牙牙利利的Gi-BB3、Gi-BB111型，前苏苏联联的MBIII4型等。20世纪80年代，研研制制成数字字化陀陀螺全站站仪，它它的特点点是可可以直接接测定定测线的的方位位角和待待定点点的坐标标，敷敷设光电电测距距-陀螺定向向导导线，满满足高高精度工工程测测量的要要求。如如日本索索佳的的GP1就是这类类仪仪器。2.2陀螺经经经纬仪定定向的的基本步骤骤（1）在地面已已知知边上测定定定仪器常常数由于陀螺仪轴衰衰衰减微弱弱的摆摆动系数数保持持不变，故故其其摆动的的平均均位置可可以认认为是假假想的的陀螺仪仪轴的的稳定位位置。实实际上，因因为为陀螺仪仪轴与与望远镜镜光轴轴及观测测目镜镜分划板板零线线所代表表的光光轴通常常不在在同一竖竖直面面中，所所以假假想的陀陀螺仪仪轴的稳稳定位位置通常常不与与地理子子午线线重合。二二者者的夹角角称为为仪器常常数，一一般用表示示。如如果陀螺螺仪子子午线位位于地地理子午午线的的东边，为为正正；反之之，则则为负。如如图图2.2所示。图2.2陀陀陀螺仪定向向示示意图仪器常数可以在在在已知方方位角角的精密密导线线边或三三角网网边上直直接测测出来。精精密密导线边CD之地理方方位位角为。若若在C点安置陀陀螺螺经纬仪仪，通通过陀螺螺运转转和观测测可求求出CD边的陀螺螺方方位角（测测定定陀螺方方位角角的具体体方法法将在下下面叙叙述），可可按按下式求求出仪仪器常数数：（2.1）所以，测定仪器器器常数实实际上上是测定定已知知边的陀陀螺方方位角。在在下下井定向向之前前，在已已知边边上测定定仪器器常数应应进行行23次，各次次之之间的互互差对对于GAK--1、JT15等型号的的仪仪器应小小于。每每次测量量后，要要停止陀陀螺运运转1015mmiin，经纬仪仪度度盘应变变换。（2）在井下定定向向边上测定定定陀螺方方位角角井下定向边的长长长度应大大于50m，在图中中，仪仪器安置置在点点上，可可测出出边的陀螺螺方方位角。则则定定向边的的地理理方位角A为：（2.2）测定定向边陀螺螺螺方位角角应独独立进行行两次次，其互互差对对GAK--1、JT15等型号的的仪仪器应小小于。（3）仪器上井井后后重新测定定定仪器常常数仪器上井后，应应应在已知知边上上重新测测定仪仪器常数23次。前后后两两次测定定的仪仪器常数数，其其中任意意两个个仪器常常数的的互差GAK--1、JT15等型号的的仪仪器应小小于。然然后求出出仪器器常数的的最或或是值，并并按按白塞尔尔公式式来评定定一次次测定中中误差差。式中n为测定仪仪器器常数的的次数数。（4）求算子午午线线收敛角一般地面精密导导导线边或或三角角网边已已知的的是坐标标方位位角，需要要求求算的井井下定定向边，也也是是要求出出其坐坐标方位位角，而而不是地地理方方位角A。因此还还需需要求算算子午午线收敛敛角γ。如图所示，地理理理方位角角和坐坐标方位位角的的关系为为：（2.3）子午线收敛角的的的符号可可由安安置仪器器点的的位置来来确定定，即在在中央央子午线线以东东为正，以以西西为负；；其值值可根据据安置置仪器点点的高高斯平面面坐标标求得，具具体体求法见见表。（5）求算井下下定定向边的坐坐坐标方位位角井下定向边的坐坐坐标方位位角为为：（2.4）式中仪仪器常数的的的平均值值2.3跟踪逆逆逆转点法法测定定陀螺方方位角角的作业业过程程2.3.1陀陀陀螺仪悬悬带零零位观测测悬带零位是指陀陀陀螺马达达不转转时，陀陀螺灵灵敏部受受悬挂挂带和导导流丝丝扭力作作用而而引起扭扭摆的的平衡位位置，就就是扭力力矩为为零的位位置。这这个位置置应在在目镜分分划板板的零刻刻划线线上。在在陀螺螺仪观测测工作作开始之之前和和结束后后，要要作悬带带零位位观测，相相应应称为测测前零零位和测测后零零位观测测。测定悬带零位时时时，先将将经纬纬仪整平平并固固定照准准部，下下放陀螺螺灵敏敏部从读读数目目镜中观观测灵灵敏部的的摆动动，在分分划板板上连续续读三三个逆转转点读读数，估估读到到0.1格（当陀陀螺螺仪较长长时间间未运转转时，测测定零位位之前前，应将将马达达开动几几分钟钟，然后后切断断电源，待待马马达停止止转动动后再下下放灵灵敏部）。按下式计算零位位位：（2.5）式中的、、为逆逆逆转点读读数，以以格计。同时还需用秒表表表测定周周期，即即光标像像穿过过分划板板零刻刻画线的的瞬间间启动秒秒表，待待光标像像摆动动一周又又穿过过零刻划划线的的瞬间制制动秒秒表，其其读数数称为自自由摆摆动周期期。零零位观测测完毕毕，锁紧紧灵敏敏部。如如测前前与测后后悬挂挂零位变变化在在格以内，且且且自摆周周期不不变，则则不必必进行零零位校校正和加加入改改正。如零位变化超过过过格就要进进行行校正。因因为为这时用“零”线来跟踪踪灵灵敏部时时悬挂挂带上的的扭矩矩不完全全等于于零，会会使灵灵敏部的的摆动动中心发发生偏偏移。如如陀螺螺定向时时井上上、下所所测得得的零位位变化化超过0.3格时，应应加加入改正正数。零零位改正正值的的计算公公式为为：（2.6）式中零零位变动，，其其中m为目镜分划划板分划值，h为零位格数数；零位改正正正系数，，其其中、分别为跟跟踪踪和不跟跟踪摆摆动周期期。2.3.2粗粗粗略定向向在测定已知边和和和定向边边的陀陀螺方位位角之之前，必必须把把经纬仪仪望远远镜视准准轴置置于近似似北方方，也就就是所所谓粗略略定向向。配有有粗略略定向罗罗盘的的陀螺仪仪，可可用罗盘盘来达达到粗定定向的的目的。如如在在已知边边上测测定仪器器常数数时，可可利用用已知边边的坐坐标方位位角及及仪器站站的子子午线收收敛角角来直接接寻找找近似北北方。当当在未知知边上上定向，且且仪仪器本身身又无无粗定向向罗盘盘附件时时，则则可利用用仪器器本身来来寻找找北方。粗略定向最常用用用的方法法为两两个逆转转点法法。仪器器在测测站安置置好后后，将经经纬仪仪视准轴轴大致致摆在北北方向向后，启启动马马达，达达到额额定转速速后，下下放陀螺螺灵敏敏部，松松开经经纬仪水水平制制动螺旋旋，用用手转动动照准准部跟踪踪灵敏敏部的摆摆动，使使陀螺仪仪目镜镜视场中中移动动着的光光标像像与分划划板零零刻划线线随时时重合。当当接接近摆动动逆转转点时，光光标标像移动动慢下下来，此此时制制动照准准部，改改用水平平微动动螺旋继继续跟跟踪，达达到逆逆转点时时，读读取水平平度盘盘读数；松松开开制动螺螺旋，按按上述方方法继继续向反反方向向跟踪，到到达达另一逆逆转点点时，再再读取取水平度度盘读读数。锁紧紧灵灵敏部，制制动动陀螺马马达，按按下式近近似北北方在水水平度度盘上的的读数数：（2.7）转动照准部，把把把望远镜镜摆在在读数位置置，在在加上仪仪器常常数和子子午线线收敛角角，这这时视准准轴就就指向了了近似似北方。此此法法大约在10miin内完成，指指指北精度度可达达到。2.3.3精精精密定向向精密定向就是精精精确测定定已知知边和定定向边边的陀螺螺方位位角。精精密定定向方法法可分分为两大大类：：一类是是仪器器照准部部处于于跟踪状状态，即即多年来来国内内外都采采用的的逆转点点法；；另一类类是仪仪器照准准部固固定不动动，国国内外研研究和和提出的的方法法很多。本本文文中我们们重点点研究第第一类类方法，即即逆逆转点法法。采用逆转点法观观观测时，陀陀螺螺经纬仪仪在一一个测站站的操操作程序序如下下：eq\o\ac(○,1)严格整整整置经纬仪仪，架架上陀螺螺仪，以以一个测测回定定待定或或已知知测线的的方向向值，然然后将将仪器大大致对对正北方方。eq\o\ac(○,2)锁紧摆摆摆动系统，启启动陀螺马达达，待达到额额定转速后，下下放陀螺灵敏敏部，进行粗粗略定向。制制动陀螺并托托起锁紧，将将望远镜视准准轴转到近似似北方位置，固固定照准部。把把水平微动螺螺旋调整到行行程范围的中中间位置。eq\o\ac(○,3)打开陀陀陀螺照明，下下放陀螺灵敏敏部，进行测测前悬带零位位观测，同时时用秒表记录录自摆周期。零零位观测完毕毕，托起并锁锁紧灵敏部。eq\o\ac(○,4)启动陀陀陀螺马达，达达到额定转速速后，缓慢地地下放灵敏部部到半脱离位位置，稍停数数秒钟，再全全部下放。如如果光标像移移动过快，再再使用半脱离离阻尼限幅，使使摆幅大约在在范围为宜。用用水平微动螺螺旋微动照准准部，让光标标像与分划板板零刻划线随随时重合，即即跟踪。跟踪踪要做到平稳稳和连续，切切忌跟踪不及及时，例如时时而落后于灵灵敏部的摆动动，时而又很很快赶上或超超前很多，这这些情况都会会影响结果的的精度。在摆摆动到达逆转转点时，连续续读取5个逆转点读读数、…。然后锁紧紧灵敏部，制制动陀螺马达达。跟踪时，还需要要要用秒表表测定定连续两两次同同一方向向经过过逆转点点的时时间，称称为跟跟踪摆动动周期期。摆动平衡位置在在在水平度度盘上上的平均均读数数，称为陀陀螺螺北方向向值，用用下式计计算：：（2.8）（2.9）（2.10）（2.11）陀螺仪相临摆动动动中值及及间隔隔摆动中中值的的互差，对对级级仪器应应分别别不超过过和。eq\o\ac(○,5)测后零零零位观测，方方法同测前零零位观测。eq\o\ac(○,6)以一测测测回测定待待定定或已知知测线线的方向向值，测测前测后后两次次观测结结果的的互差对J2和J6级经纬仪仪分分别不得得超过过和。取测前前测测后两测测回的的平均值值作为为测线方方向值值。逆转点法的记录录录和计算算列于于表2.1和表2.2中,表2.1为测定仪仪器器常数表,表2.2为测定井井下下陀螺定定向边边的坐标标方位位角表。表表中中的摆动动中值值是按式式（2.8）式（2.10）计算的的。例例如逆转转点读读数栏中中，先先求得与的平均值值，写写于两值值之间间的括号号里，即即（），然然后后再与取平平均均值，得得，记记于中值值栏中中。本例例中因因测前测测后零零位都不不超过过限差规规定，故故不必加加零位位改正。表2.1测定仪器器常常数表仪器号：JT1115测线名称：WSSS44--WSS45测线坐标方位角角角：WS444--WS445==4.225333子午线收敛角：：：r=++00.0441332序号日期测线地理方角测线陀螺方位角角角仪器常数vvv12004.1111.2664.29462224.244688859.4-10.1102.0122004.1111.2665.29462224.244922257-7.759.2932004.1111.2666.29462224.2457142004.1111.2777.29462224.250188844.44.924.0152004.1111.2778.29462224.2458222481.31.6962004.1111.2779.29462224.250844437.811.5132.25平均值49.3∑319.26地点：WS4444测量日期期：：200044.111.226天气：晴气温：－5℃振动：观测：朱朱学学军测线：WS4445第1测回仪器型号号：WILDDGAKK-11风力：小记录：汤汤伏伏全表2.2陀螺定向向观观测手簿（逆转点点法法）逆转点读数测线方向读数左方°′″中值°′″右方°′″测前前前°′″测后°′″7357000正镜040330040334735777119..5745666488755666166倒镜18044403381804440277735777399745666500755666011平均0403340403307357775337456499.55755555466最终平均040332735888077坐标计计位位角计算平均值值745666499测线方向值°′″040332测前零零位位测后零零位位陀螺北方向值745666499＋中值－＋中值－陀螺方位角2854443443－1.4－1.4附记＋1.6＋0.1＋1.6＋0.1－1.4－1.4平均值平均值3陀螺定向的的误误差分析3.1陀螺定定定向的误误差来来源摆式陀螺经纬仪仪仪的定向向精度度,通常是用用一一次定向向中误误差来衡衡量。一一般来说,陀螺经纬纬仪仪的一次次定向向中误差差都在在出厂时时的精精度指标标之内内工艺水水平,出厂后震震动动和外界界条件件的都会会影响响定向的的精度度。误差来源与陀陀陀螺经纬仪仪定定向产生生的误误差和观观测方方法有关关。若若采用跟跟踪逆逆转点法,一条测线线一一次测定定的程程序为:（1）在己知方方位位角的基线线线上测定定仪器器常数;（2）在定向边边上上二测回测测测定测线线方向向值;（3）以5个个摆动逆逆转点点测定子子午线线方向值(陀螺北方方向向读数);;测前和测后对悬悬悬带零位位的测测定。由观测过程可知知知,对测前测测后后两测回回的测测线方向向取平平均值得:((3.1))由5个逆转点点读数数,求算子午午线线方向值值(3.2)而测线的地理方方方位角为:(3..3))式中L为测线线的陀螺螺方向向值。分析(3)式式可可知,影响定向向精精度的误误差可可分三大大类:测定测线线方方向值的的误差差mL00;测定陀螺螺北北方向的的误差差m;仪器常数数误误差m。引起上述三类误误误差的因因素有有许多,若将整个个作作业过程程中各各种误差差因素素考虑进进去,则可以归归纳纳出陀螺螺经纬纬仪的定定向误误差来源源有:陀螺经纬仪测定定定方向值值误差差;上架式陀螺仪与与与经纬仪仪的连连接误差;悬挂带零位变动动动误差；；灵敏部摆动平衡衡衡位置的的变动动误差；；外界条件，如风风风流、气气温及及震动等等因素素的影响响。3.2陀螺定定定向在贯贯通测测量中的的精度度评定陀螺经纬仪的定定定向精度度主要要以陀螺螺方位位角一次次测定定中误差差和一一次定向向中误误差表示。3.2.1陀陀陀螺方位位角一一次测定定中误误差在待定边进行陀陀陀螺定向向前，陀陀螺仪需需在地地面已知知坐标标方位角角边上上测定仪仪器常常数。按《煤煤矿测量量规程程》规定定，前前后共需需测4~6次，这样样就就可以按按白塞塞尔公式式求算算陀螺方方位角角一次测测定中中误差，即即仪仪器常数数一次次测定中中误差差（简称称一次次测定中中误差差）为：：（3.444）式中——仪仪器器常数的平平平均值与与各次次仪器常常数的的差值;——测定仪器常常数数的次数。则测定仪器常数数数平均值值的中中误差为为：（333.5）3..2.2一次定向向中中误差由式（5）可知知知，井下下陀螺螺定向边边（即即待定边边）的的坐标方方位角角为：（3...6）式中———井井下陀螺定定定向边的的陀螺螺方位角角；——仪器常数平平均均值;——井下陀螺定定向向边仪器安安安置点的的子午午线收敛敛角。所以一次定向中中中误差可可按下下式计算算：（333.7）式中————仪器常数数平平均值中中误差差；——待定边陀螺螺方方位角平均均均值中误误差;——确定子午线线收收敛角的中中中误差。因确定子午线收收收敛角的的误差差较小，可可忽忽略不计计，故故上式可可写为为：（3...8）3.3陀螺定定定向在贯贯通测测量中导导线的的平差由于目前陀螺经经经纬仪的的定向向精度在在~~之间，所所以以陀螺定定向边边不能完完全作作为坚强强边来来控制和基本导线线（陀陀螺定向向可以以控制导线线），因因而陀螺螺定向向边应和和导线线边一起起联合合平差。下下面面介绍两两种类类型的陀陀螺定定向导线线的平平差方法法。3.3.1具具具有两条条陀螺螺定向边边导线线的平差差图3—1中的的AB及CD边为陀螺定定向向边，其坐坐坐标方位位角分分别为与，平差步步骤骤如下：：图3.1具具有两条陀陀陀螺定向向边的的导线的的平差差示意图图求算陀螺定向边边边AB与CD的定向中中误误差与及导线测测角角中误差差与可按式（8）式式式求算，或或按按闭合导导线的的闭合要要求，或或按双次次观测测列求得得。（2）按条件件观测平平差，列列出角改改正条条件方程程式如图3—1所所示，导线的的的角闭合差差为为：改正数条件方方方程式为：：式中、———分分别为陀螺螺螺定向边边坐标标方位角角、的改正数;、、——导线中中角度、、的改正数数；；——导线中角度度个个数。（3）确定定向向边边方位角和和和角度的的权当等精度观观测测时，取导导导线的测测角中中误差为单单位位权中误误差。即即（因为），则则定向边边方位位角的权权为：：（3...9）权倒数为：（3...10）（4）组组组成法方方程式式其中（3.11）解法方程得（3.122）（5）计算各改改正正数导线各角度的的的改正数为为：：（3...13）定向边AB的方方方位角的改改正正数为：：（3.14）定向边CD的方方方位角的改改正正数为：：（3.15）将各观测值加入入入所求得得的相相应的改改正数数，就可以以得得到各方方位角角和导线线角的的最或是是值。3.3.2具具具有三条条陀螺螺定向边边导线线的平差差如图3-2所示示，AB、CD、EF为陀螺定定向向边，其其相应应的坐标标方位位角为、、，这时可可将将整个导导线分分为两部部分，即即导线=1\*ROMANI和导线=2\*ROMANIII。平差步步骤如下下：图3.2具具有有三条陀螺螺螺定向边边的导导线的平平差示示意图（1）求定向向边定向向中误误差及测测角中中误差陀螺定向边ABBB、CD、EF的定向中中误误差、、及导线测测角角中误差差（等等精度观观测时时）的计计算方方法同前前。（2）按条件观观测测平差列出出出改正数数条件件方程式式导线=1\*ROMANI、=2\*ROMANIIII的角度闭闭合合差为：：改正数条件方程程程式为：：式中、、————分别为陀陀螺螺定向边边坐标标方位角角、、的改正数;、、——导线=1\*ROMANII中角度度、、的改正数;、、、——导线线=2\*ROMANII中角度、、的改正数;、——分别为导导线=1\*ROMANII、=2\*ROMANII中角度度的的个数。（3）确确确定定向向边方方位角和和角度度的权当导线线线等精度度观测测时，取取导线线的测角角中误误差为单位位权权中误差差，即即=1，则定向向边边坐标方方位角角的权为为：（3.166）权倒数为：（3.1117）（444）组成法法方方程式式中（3.188）解法方程式，求求求得（3.1119）（5）计计计算各改改正数数导线=1\*ROMANI各角度的的的改正数数为：：（333.20）导线=2\*ROMANII各角度度度的改正正数为为：（3...21）陀螺定向边方位位位角的改改正数数为：（333.22）（6）计算各观观测测值的最或或或是值设、、为定向边边方方位角的的最或或是值，，分别为导导线线=1\*ROMANI、=2\*ROMANII各角度度最最或是值值，、为导线=1\*ROMANI、=2\*ROMANII各角度度最最或是值值之和和，则有有：;;;;具有多个陀螺定定定向边导导线的的平差仍仍可按按上述原原则进进行，只只不过过多列几几个法法方程式式。4陀螺定向在在贯贯通测量中中中的应用用实例例分析4.1陀螺定定定向在道道路贯贯通测量量中的的应用实实例分分析4.1.1工工工程概况况绿木寨隧道为襄襄襄渝二线线上的的一个重重要隧隧道，两两端由由曲线方方式进进入洞内内（如如绿木寨寨贯通通示意图图所示示），在在直线线段贯通通，为为保证襄襄渝二二线绿木木寨隧隧道的准准确贯贯通，中中铁十十八局六六公司司襄渝二二线第第二项目目部委委托西安安科技技大学测测量工工程系对对其洞洞内进口口方向向（J16—J15）和出口口方方向（A17—A19）分别做做一一条陀螺螺定向向边，以以检测测隧道在在平面面内的贯贯通方方向的正正确性性，并对对贯通通误差进进行预预计，其其中JK1—G501边为地面面控控制网陀陀螺起起算边，X—W为地面控控制制网陀螺螺检测测边。图4.1绿木寨寨寨隧道贯通通示示意图4.1.2陀陀陀螺定向向技术术根据工程施工的的的要求，双双方方协商决决定采采用现行行《煤煤矿测量量规程程》（能能源煤煤总[198899]25号）为标标准准进行施施测，对对精度不不能满满足工程程施工工要求的的地方方，由双双方协协商提出出提高高施测精精度的的措施以以保证证相应的的施测测精度。具体如下：1．施测等级：：：一测回测量陀螺螺螺方位角角中误误差≤15″级。2．仪器：瑞士WildGGAK12622622。3．观测方法及及及施测程序序：：逆转点法，2－－－2－2，三天内内全全部施测测完毕毕。4．观测精度指指指标：表4.1观测精度度指指标精度等级测线方向值互差差差零位互差相邻摆动中值互互互差间隔摆动中值互互互差测回陀螺方位角角角互差±15″10″0.2格20″30″40″其它遵照现行《煤煤矿测量规程程》执行或双双方协商的技技术标准执行行。5.已有资料已知资料由中铁铁铁十八局局六公公司襄渝渝二线线第二项项目部部提供，如如下下所示：：（1）地面平面面控控制网的已已已知边JK1G55001：JK1点坐标标标：X：359993304..1668m，Y：55066220.00988mG501点坐标标标：X：359997714..1883m，Y：55077221.11577m坐标方方方位角：：QUOTEJK1点子午线线线收敛角角：QUOTE（2）各施测点点的的子午线收收收敛角：：=1\*GB3①进口J116J115点：J16点施测坐坐坐标为：X：359779908..5669m，Y：54800441.33300mJ15点施测坐坐坐标为：X：359779947..6000m，Y：54822449.77233mJ16J15的的的施测坐坐标方方位角为为：QUOTEJ16点点点子午线线收敛敛角：QUOTE=2\*GB3②出口A177A199点：A17点施测坐坐坐标为：X：359775536..8555m，Y：54611002.00100mA19点施测坐坐坐标为：X：359775588..1229m，Y：54633669.66122mA17A19的的的施测坐坐标方方位角为为：QUOTEA17点点点子午线线收敛敛角：QUOTE（3）出口地地面平面面控制制网的已已知边边XW：X点坐标标标为：X：359776687..3225m，Y：54466114.88088mW点坐标标标为：X：359775532..1994m，Y：54455115.55811mXW的施施施测坐标标方位位角为：：QUOTEX点子午线收敛敛敛角：QUOTEXXX点：出口口修修车屋顶顶点，W点：出口口修修车屋对对面屋屋顶点注：以上坐标方方方位角和和子午午线收敛敛角均均为北京54坐标系，Y坐标不含含带带号，其其值包包含500KKM的常数。4.1.3精精精度评定定1．陀螺方位角角角一次测定定中中误差QUOTE2．测定仪器常常常数平均值值中中误差：：QUOTE3．井下陀螺方方方位角一次次测测定中误误差：：QUOTE4．井下陀螺方方方位角一次次定定向中误误差：：QUOTE定向成果表4.2陀螺定向成果表定向地点点定向边坐标方位角测定精度备注注注进口J16J1579°23′2226.447″±3.6″出口A17A1979°08′′′32.552″±3.6″一测回测量陀螺螺螺方位角角中误误差：±8.5″4.1.4工工工程分析析1．本次陀螺定定定向按一测测回回测量陀陀螺方方位角中中误差差≤15″，用瑞士WilddGAKK1--2622622陀螺经纬纬仪仪进行施施测，采采用逆转转点法法，2－2－2。本次测测量量进口方方向J16—J15边坐标方方位位角符合合情况况较好，其其差差值在坐坐标方方位角测测定的的误差范范围之之内，可可以认认定基本本上与与原设计计方案案相符，不不存存在偏差差。在在出口方方向A17—A19边坐标方方位位角偏差差值为为-39..228"，其差值值较较大。如如下图图所示：：图4.2偏差示示示意图考虑到A17点点点至J16点间的直直线线距离约约为11975m，如果两两边边的施工工进度度一样的的话，则则它们在在中点点处贯通通，则则其贯通通误差差（取3倍中误差差为为极限误误差）为为：QUOTE偏差方向为A1117A19方向偏右右，亦亦即进洞洞方向向偏左。2．本次陀螺定定定向有两条条陀陀螺定向向边，在在进洞方方向和和出洞方方向各各一条。由由于于陀螺定定向边边选择位位置的的比较好好，所所以使陀陀螺定定向的精精度比比较高。4.2陀螺定定定向在矿矿山贯贯通测量量中的的应用实实例分分析4.2.1工工工程概况况陈巴尔虎天宝矿矿矿业有限限责任任公司所所属谢谢尔塔拉拉铁锌锌矿为一一新建建矿，为为保证证矿井井井巷的的正确开开拓和和巷道的的准确确贯通，委委托托西安科科技大大学测量量工程程系对其其矿区区的地面面一条条边和南南风井井460水平、南南风风井520水平、措措施施井460水平、措措施施井520水平、主主井280水平各一一条条边共计计六条条进行陀陀螺定定向，确确定各各水平中中段井井巷开拓拓工程程起始边边的坐坐标方位位角。受受施工进进度的的影响，井井下下定向边边的长长度大多多不足足五十米米，甚甚至个别别边只只有十几几米长长。在本本次陀陀螺定向向观测测过程中中及以以后的日日常测测量过程程中，对对中误差差及瞄瞄准误差差对测测量成果果有较较大的影影响。这这方面的的误差差在本次次陀螺螺定向成成果中中无法有有效反反映出来来。4.2.2陀陀陀螺定向向技术术根据工程施工的的的要求，双双方方协商决决定采采用现行行《煤煤矿测量量规程程》（能能源煤煤总[198899]25号）为标标准准进行施施测，对对精度不不能满满足工程程施工工要求的的地方方，由双双方协协商提出出提高高施测精精度的的措施以以保证证相应的的施测测精度。具体如下：1．施测等级：：：一测回测量陀螺螺螺方位角角中误误差≤15″级。2．仪器：瑞士WildGGAK12622622。3．观测方法及及及施测程序序：：逆转点法，2－－－2－2，三天内内全全部施测测完毕毕。4．观测精度指指指标：表4.3观测精度度指指标精度等级测线方向值互差零位互差相邻摆动中值互互互差间隔摆动中值互互互差测回陀螺方位角角角互差±15″10″0.2格20″30″40″其它遵照现行《煤煤矿测量规程程》执行。5．已有资料已知资料由陈巴巴巴尔虎天天宝矿矿业有限限责任任公司提提供，如如下所示示：（1）矿井地面面平平面控制网网网的已知知边方方位角：：坐标方位角：测站点子午线收收收敛角：：（2）各施测点点的的子午线收收收敛角：：=1\*GB3①南风井46600水平：=2\*GB3②南风井52200水平：=3\*GB3③措施井46600的水平：：=4\*GB3④措施井52200的水平：：=5\*GB3⑤主井2800水平：：注：以上坐标方方方位角和和子午午线收敛敛角均均为北京54坐标系。4.2.3精精精度评定定在本次外业观测测测过程中中，由由于室外外温度度较低，地地表表冰层持持续融融化，对对在地地表的已已知边边陀螺定定向观观测有一一定的的影响。在在井井下定向向边测测量时，部部分分施测地地点的的淋水较较大、邻邻近的振振动等等对最终终的观观测和以以后的的日常测测量工工作均有有一定定的影响响。1．陀螺方位角角角一次测定定中中误差2．测定仪器常常常数平均值值中中误差：：3．井下陀螺方方方位角一次次测测定中误误差：：4．井下陀螺方方方位角一次次定定向中误误差：：5．地面GK333GK1的测定精精度度：定向成果：表4.4陀螺定向成果表定向地点点定向边坐标方位角测定精度备注注注地面GK3GK3GK463°04′4444″地面已知边地面GK3GK3GK1340°30′′′14″±0.9″地面边南风井460水水水平NF460ANNNF4660BB163°29′′′10″±9.1″南风井520水水水平NF520ANNNF5220BB151°55′′′42″±9.1″措施井460水水水平C460AC44460BB115°51′′′02″±9.1″措施井520水水水平C520AC55520BB294°29′′′53″±9.1″主井280水平平Z280AZ22280BB153°09′′′42±9.1″一测回测量陀螺螺螺方位角角中误误差：±13..4″4.2.4工工工程分析析通过把陀螺经纬纬纬仪定向向应用用在贯通通测量量中,又结合该该公公司几个个矿应应用陀螺螺经纬纬的情况,效果都很很好,初步可以以得得到如下下结论论。1.对于两立井井间间的大型贯贯贯通,可用陀螺螺经经纬仪定定向,单钢丝导导坐坐标进行行立井井联系测测量,能够满足足贯贯通要求,同几何定定向向相比,是技术上上的的进步,省工、省力、省物,又不受条条件件和时间间限制制。2.大型贯通可可用用陀螺经纬纬纬仪进行行检查查,作为贯通通依依据。3.在采用陀螺螺定定向进行贯贯贯通测量量时,可以采用用以以下检查查措施施。（1）在贯通通的另一一边加加测陀螺螺边,使贯通的的两两边为同同一控控制系统统。（2）根据井井下导线线长度度及导线线网形形状,选择最佳佳位位置加测测陀螺螺边,进行检查查和和校正。（3）为了避避免钢丝丝传递递坐标出出现粗粗差,应独立进进行行两次陀陀螺经经纬仪定定向。利利用陀螺螺经纬纬仪进行行定向向,精度可靠,使该公司司几几个大型型贯通通顺利贯贯通,在今后测测量量中广泛泛应用用陀螺经经纬仪仪定向,努力的方方向向是提高高陀螺螺经纬仪仪定向向的精度度。4.3陀螺定定定向在水水利贯贯通测量量中的的应用实实例分分析4.3.1项目目目概况受黑龙江省水利利利水电工工程总总公司北北京西西四环一一标项项目部委委托，西西安科技技大学学测量系系承担担了南水水北调调工程北北京西西四环一一标段段共十个个施工工点的贯贯通测测量复验验工作作。根据据工程程规模和和现场场实际情情况，经经现场勘勘查决决定采用用陀螺螺定向的的方法法对位于于隧道道内的导导线进进行坐标标方位位角的检检查，并并对一、二二号号立井重重新做做联系测测量，进进行全面面复测测检查，以以满满足贯通通测量量复验的的检查查工作，并并提提高井下下导线线的测量量精度度，确保保该标标段的引引水隧隧道准确确贯通通。4.3.2陀陀陀螺定向向技术术根据工程施工的的的要求和和现场场的实际际情况况，双方方协商商制定了了《隧隧道贯通通测量量技术要要求》，并并并以此为为标准准进行施施测，对对精度不不能满满足工程程施工工要求的的地方方，双方方将协协商提出出相应应提高施施测精精度的措措施保保证相应应的施施测精度度。根根据《隧隧道贯贯通测量量技术术要求》和和相相应的现现行贯贯通测量量技术术要求，制制定定主要的的技术术要求如如下：：1．陀螺定向的的的施测技术术要要求(1)施测等等等级：一测回测量陀螺螺螺方位角角中误误差≤15″级；(2)仪器：：：瑞士WILDGGAK－1陀螺经纬纬仪仪；(3)观测方方方法及施施测程程序：逆转点法，2－－－2－2，三天内内施施测完毕毕；(4)观测精精精度指标标：表4.5观测精度度指指标精度等级测线方向值互差差差零位互差相邻摆动中值互互互差间隔摆动中值互互互差测回陀螺方位角角角互差±15″10″0.2格20″30″40″其它未尽事项，双双方将根据工工程施测要求求，协商制定定并执行。2.联系测量量量的技术术要求求以不低于甲方的的的导线施施测标标准对一一、二二号立井井进行行联系测测量，并并以加测测陀螺螺边的一一井定定向的方方案进进行井下下导线线的解算算。3．已有资料由黑龙江省水利利利水电工工程总总公司北北京西西四环一一标项项目部提提供的的已知数数据如如下所示示（1）地面已知知边边的坐标：：：203：x===30023331..6997m，y=449288733.6550mm202：x===30021190..9448m，y=449288799.8008mm坐标方位角注：以上坐标及及及方位角角为施施工坐标标系。（2）联系测量量的的地面已知知知点数据据：2#立井地面已已知知点：203：xxx=30023331..6977m，y=449288733.6550mm转1：x==33023318..7111m，y=449288511.8446mm1#立井地面已已知知点：103：x=330113677.7754m，y==49330881.66088m102：x=330112866.5528m，y==49331000.77388m进口井已知点：：：右钢板3：xxx=30008882..1344m，y==49330996.55444m左钢板5：xxx=30009553..8088m，y==49331338.11688m4.3.3陀陀陀螺定向向精度度评定1．一次测定中中中误差由已知边的陀螺螺螺方位角角值计计算，其其值如如下：仪器常数平均值值值中误差差：2．2#井左隧隧道：TT1S1坐标方位位角角的中误误差：：3．2#井右隧隧道：TT2S2坐标方位位角角：4．1#井左隧隧道：TT1N1坐标方位位角角：5．1#井右隧隧道：TT2N2坐标方位位角角：6．进口井左隧隧隧道：左钢钢板板5左钢板4坐标方位位角角：7．进口井右隧隧隧道：右钢钢板板3右钢板4坐标方位位角角：4.3.4坐坐坐标解算算及成成果对比比分析析1.1#立立立井的施施测示示意图如如下：：图4.31###立井的施施测测示意图图其中T1N1和和TT2N2边为陀螺螺定定向边，采采用用一井陀陀螺定定向方案案解算算T1、T2、N1、N2、S1、S2点的坐标标。表4.6各点坐标标点名X(mm)Y(mm)T1301337...12335493124...57993T2301340...40992493136...12110N1301467...65554493090...06882S1301195...75770493164...28660N2301470...51339493096...84442S2301199...83226493177...499942.2#立立立井的施施测示示意图如如下：：图4.42###立井的施施测测示意图图其中T1S1和和TT2S2边为陀螺螺定定向边，采采用用一井陀陀螺定定向方案案解算算T1、T2、N1、N2、S1、S2点的坐标标。表4.7各点坐标标点名X(mm)Y(mm)T1302319...92886492902...24883S1302118...70996492921...80336N1302542...09883492902...59772T2302319...90992492914...03117S2302119....06558N2302526...75661492914...726663.进口井施施施测示意意图如如下：图4.5进口井井井施测示意意图图其中L5L4和和RR3R4为陀螺定定向向边，L5（左钢板5）与R3（右钢板3）为坐标标已已知点，L4（左钢板4）和R4（右钢板4）的坐标标由由陀螺边边的方方位和相相应的的距离解解算。其其坐标如如下：：表4.8各点坐标标点名X(mm)Y(mm)备注L4左钢板4300911...7177493107...7322L5左钢板5300953...8088493138...1688已知R3右钢板3300882...1344493096...5444已知R4右钢板4300914...2899493125...83444.坐标对比比比：表4.91#井坐标对对比比点名X(m)Y(m)差值(mm)备注原测成果复验成果原测成果复验成果ΔXΔYT1301337...1222301337...124493124...5788493124...5799-2-5N1301467...6566301467...6555493090...0677493090...06881-1S1301195...7588301195...7577493164...2855493164...28661-1T2301340...4133301340...4099493136...1222493136...121141N2301470...5166301470...514493096...8466493096...844422S2301199...8366301199...833493177...4966493177...49993-3表4.1022#井坐标对对比比点名X(m)Y(m)差值(mm)备注原测成果复验成果原测成果复验成果ΔXΔYT1302319...9288302319...929492902...2477492902...2488-1-1N1302542...0988302542...0988492902...5966492902...59770-1S1302118...7122302118...710492921...8044492921...80420T2302319...9088302319...9099492914...0322492914...032-10N2302526...7555302526...7566492914...7222492914...727-1-5S2302119...1722302119...174492934...0655492934...066-2-1表4.11进口井坐坐标标对比点名X(m)Y(m)差值(mm)备注原测成果复验成果原测成果复验成果ΔXΔY左5300953...8088493138...1688已知左4300911...7211300911...7177493107...7288493107...73224-4右3300882...1344493096...5444已知右4300914...2888300914...2899493125...8344493125...8344-10从以上三个井洞洞洞中的施施测坐坐标和复复验坐坐标分析析可看看出，坐坐标最最大差值X方向为4mm，Y方向为5mm。5.坐标方位位位角对比比表4.121#井坐标方方位位角对比比地点起点方向点原测方位角复验方位角差值备注左隧道T1N1345°11′′′27″345°11′′′26″+1″T1S1164°18′′′39″164°18′′′40″-1″右隧道T2N2343°12′′′06″343°12′′′06″0″T2S2163°36′′′00″163°35′′′54″+6″表4.13井坐标方方位位角对比比地点起点方向点原测方位角复验方位角差值备注左隧道T1N10°05′2444″0°05′2444″0″T1S1174°26′′′55″174°26′′′57″-2″右隧道T2N20°11′2888″0°11′2888″0″T2S2174°18′′′03″174°18′′′02″+1″表4.14进口井坐坐标标方位角角对比比地点起点方向点原测方位角复验方位角差值备注左隧道L5L4215°52′′′37″215°52′′′13″+24″右隧道R3R442°19′5553″42°19′5550″+3″从以上数据可看看看出，一一、二二号立井井的方方位角符符合得得较好，坐坐标标方位角角最大大差为6″。进口井L5L4坐标方位位角角差值稍稍微显显大，为24″。6.成果分析析析1#立井至2##立立井的距离离离约为1.2kkm，1#立井至进进口口井的距距离约约为500mm。(1)1###立井与2#立井成果果分分析：考虑到施测误差差差的影响响，我我们以陀陀螺边边的坐标标方位位角为参参照，将将其坐标标方位位角误差差放大大为5″，由于是是相相向掘进进，将将贯通点点假设设在中点点，若若不考虑虑起算算点的误误差，则则可以估估算出出该假设设贯通通点的最最大偏偏差值为为：，现现根据以以上数数据分析析，起起算点的的最大大差值为X：4mm，Y：5mm，将其考考虑虑在内，则则贯贯通点的的最大大偏差值值为22mm。考虑到到两两边的情情况基基本一样样，则则在极端端情况况下贯通通点的的最大偏偏差为为44mm。因此，通通通过复验验观测测的数据据分析析，1#立井和2#立井的原原始始观测成成果是是可靠的的。(2)1###立井与进进口口井成果果分析析：由于1#立井与与进口井井之间间基本上上不在在一条直直线上上，我们们以300m长的地方方作作为最大大贯通通偏差值值估算算点。由由于一一端是从1#井向进口口井井方向掘掘进的的，因此此这一一端的最最大偏偏差值为为：，由由进口井井向1#立井方向向掘掘进的最最大偏偏差值为为：，则则在极端端情况况下贯通通点的的最大偏偏差为为42mm。因此，1#立井与进进口口井的原原始观观测成果果是可可靠的。4.3.5工工工程分析析通过此此此例可以以看出出在水利利隧道道应用陀陀螺经经纬仪定定向不不但可行行，而而且从前前面的的分析看看到在在目前的的技术术条件下下甚至至十不可可替代代的。随随着国国民经济济的发发展，大大型水水利工程程设施施和枢纽纽工程程的兴建建，以以及人们们对这这门新技技术的的了解，会会有有更多的的水利利工程采采用陀陀螺经纬纬仪。那那么陀螺螺经纬纬仪在水水利工工程中能能有以以下三方方面的的作用:（1）定定向——在那些特特别别困难的的条件件下，例例如通通过小断断面的的竖井或或很长长的斜井井求待待定边的的坐标标方位角角。（2）对很长的的非非直线隧道道道中的支支导线线加测陀陀螺定定向边，用用以以检核角角度测测量的正正确性性，这对对确保保隧道的的顺利利贯通是是十分分重要的的。（3）可为偏远远困困难测区的的的地面控控制测测定方取代位角角，