專利名稱：一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子及儀表技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀 及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行陀螺經(jīng)緯儀定向操作時(shí)，首先是尋北，找到北方向后，任一邊的方位角就可 確定。在定向測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，如用陀螺經(jīng)緯儀尋北，按照準(zhǔn)部不動(dòng)的中天法、時(shí)差法與多點(diǎn) 測(cè)時(shí)法尋北時(shí)，操作人員通常要站立在陀螺經(jīng)緯儀正南方，以便將經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)到 近似北方向，即將陀螺分劃板零位設(shè)置在近似北方向，并且在陀螺儀的物鏡中觀察陀螺 光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，以便進(jìn)行鎖定、啟動(dòng)陀螺、下放陀螺、限幅、跟蹤、讀數(shù)、計(jì)時(shí)等等操作。 假如陀螺經(jīng)諱儀的正南方不可能站人，將使定向測(cè)量難于進(jìn)行；例如，在地鐵或礦山的 地下巷道中定向時(shí)，測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置在地鐵盾構(gòu)法掘進(jìn)的東西向巷道的南邊預(yù)置構(gòu)件 上，另外，在狹小的空間和濃密的森林中，在通視不良的地方定向，都可能產(chǎn)生難于測(cè) 量或不能測(cè)量的情況，除非改變測(cè)量方案，遷站等等。
從儀器方面考慮，有的專利采用在陀螺儀上裝攝像頭加顯示屏代替人眼觀察分劃 板，但是不能代替照準(zhǔn)目標(biāo)；就是最先進(jìn)的一鍵尋北的完全自動(dòng)化陀螺經(jīng)緯儀尋北，或 是自動(dòng)化程度較高的陀螺經(jīng)緯儀，雖然尋北過程自動(dòng)化了，還是有一些照準(zhǔn)目標(biāo)和其他 操作要進(jìn)行，上述問題并未完全解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是提供一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀及其 實(shí)現(xiàn)方法，能實(shí)現(xiàn)陀螺經(jīng)緯儀尋北和尋南功能的快速和簡(jiǎn)便切換，而且保證尋北或?qū)つ?的精度。
3為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀，包括陀螺電源和陀螺馬達(dá)；所述的陀螺 電源為所述的陀螺馬達(dá)提供三相交流電壓或一路直流電壓；其特征在于，所述的陀螺經(jīng) 緯儀還包括一個(gè)用于控制所述三相交流電壓相序改變、或控制所述一路直流電源極性改 變的控制單元。
所述的陀螺馬達(dá)為三相陀螺馬達(dá)，所述的控制單元為串接在所述的陀螺電源和三 相陀螺馬達(dá)任兩相電路之間的雙刀雙擲開關(guān)；該雙刀雙擲開關(guān)同一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別接 x和y相，另一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別接y相和x相，所述的x相和y相為三相中的任意兩 相。
所述的陀螺馬達(dá)為三相陀螺馬達(dá)，所述的陀螺電源是由微處理器產(chǎn)生三相信號(hào)， 再由數(shù)字功率放大器輸出至三相陀螺馬達(dá)，所述的控制單元受所述的微處理器控制。
所述的控制單元在所述的微處理器中，與改變相序的按鍵連接。
所述的陀螺馬達(dá)為直流陀螺馬達(dá)，所述的控制單元為串接在所述的陀螺電源和直 流陀螺馬達(dá)之間的雙刀雙擲開關(guān)；該雙刀雙擲開關(guān)同一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別接正極和負(fù) 極，另一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別接負(fù)極和正極。
一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過改變陀螺 經(jīng)緯儀內(nèi)陀螺馬達(dá)的供電電源的相序或極性，實(shí)現(xiàn)陀螺馬達(dá)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)切換，從而實(shí) 現(xiàn)陀螺經(jīng)諱儀尋北和尋南功能的切換。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)之處在于在可以尋北的陀螺經(jīng)緯儀增加可以尋南
的功能。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)條件不允許作尋北測(cè)量時(shí)，可以站在相對(duì)的方向，進(jìn)行尋南測(cè)量，同樣 達(dá)到定向的目的。
其工作原理是陀螺儀測(cè)出的過測(cè)站的子午線的南北方向嚴(yán)格相差180。，同一臺(tái)
陀螺經(jīng)緯儀，作尋南測(cè)量不影響定向結(jié)果和定向精度。
一種具有尋北功能的陀螺經(jīng)緯儀，由陀螺儀、經(jīng)緯儀與陀螺電源控制器等構(gòu)成，其
特征是在陀螺電源控制器的面板上增加一個(gè)控制陀螺馬達(dá)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的兩位置開關(guān)，面
板上分別注記為"尋北"與"尋南"即可；
控制陀螺馬達(dá)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的開關(guān)的接法，對(duì)于用三相400Hz電源給陀螺馬達(dá)供 電的陀螺經(jīng)緯儀，將三相電源輸出的三條線中的兩條線用雙刀雙擲開關(guān)交換相序再給陀 螺馬達(dá)供電，即可令馬達(dá)在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間切換;對(duì)于采用直流陀螺馬達(dá)的陀螺經(jīng)瑋儀，只需要給陀螺直流馬達(dá)供電的兩條電源線的極性轉(zhuǎn)換即可令馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)互相切換； 這兩種陀螺電源控制器面板上的開關(guān)由人工扳動(dòng)，達(dá)到陀螺經(jīng)緯儀進(jìn)行指北或指南的目 的，見附圖l。
當(dāng)陀螺馬達(dá)的電源是由微處理器產(chǎn)生三相400Hz信號(hào)，由數(shù)字功率放大器輸出至 馬達(dá)時(shí)，控制陀螺馬達(dá)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的方法將不用三相電源相序轉(zhuǎn)換開關(guān)及人工扳動(dòng)開 關(guān)操作，由人工或人工控制掌上電腦上的按鍵或自動(dòng)按程序進(jìn)行，控制微處理器，改變 產(chǎn)生的三相400Hz信號(hào)的相序，達(dá)到使陀螺馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)指北或指南的目的。
有益效果
本發(fā)明巧妙的應(yīng)用以下原理來解決長(zhǎng)期在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題陀螺儀測(cè)出的過測(cè)站 的子午線的南北方向嚴(yán)格相差180° ，同一臺(tái)陀螺經(jīng)緯儀，作尋南測(cè)量不影響定向結(jié)果 和定向精度。使用本方法制造或改裝好的陀螺經(jīng)緯儀進(jìn)行定向時(shí)，不受測(cè)量控制點(diǎn)點(diǎn)位 設(shè)置與周圍環(huán)境的影響，即在各種環(huán)境下都可以進(jìn)行測(cè)量，解決了陀螺經(jīng)緯儀定向中， 長(zhǎng)期存在的一個(gè)影響定向測(cè)量工作的問題；大大節(jié)省了巷道中測(cè)量控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)，布設(shè) 和定向時(shí)間；大大減少了測(cè)量施工方與監(jiān)理方在定向測(cè)量監(jiān)理方面的協(xié)調(diào)時(shí)間，減少了 在地鐵或隧道定向現(xiàn)場(chǎng)其它工作的停工損失。
另外，還增加了客觀的定向測(cè)量檢核。
本發(fā)明構(gòu)思巧妙，解決了長(zhǎng)期以來的沒有解決的技術(shù)問題，而且實(shí)現(xiàn)手段簡(jiǎn)單，陀 螺儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例l -
參照?qǐng)D1，圖1是相序轉(zhuǎn)換開關(guān)的接線圖，陀螺經(jīng)緯儀包括三相400Hz陀螺電源1、 三相陀螺馬達(dá)2和以上兩者之間的串接的雙刀雙擲切換開關(guān)。
備好陀螺經(jīng)諱儀與陀螺電源l;在陀螺電源控制器的面板上的適當(dāng)位置，安裝好雙刀雙擲開關(guān)，參照?qǐng)Dl,將該開關(guān)接入給陀螺馬達(dá)供電的線路中；在陀螺電源控制器的 面板上，注記好"尋北""尋南"即可。
對(duì)于使用直流陀螺馬達(dá)的陀螺經(jīng)緯儀，同樣按上述方法，裝好開關(guān)，將"+ "" — " 供電線轉(zhuǎn)換極性后給馬達(dá)供電即可。
對(duì)于用微處理器產(chǎn)生三相400Hz信號(hào)，由數(shù)字功率放大器輸出至馬達(dá)時(shí)，用人工 控制掌上電腦上的按鍵或自動(dòng)按程序進(jìn)行，控制微處理器，改變產(chǎn)生的三相信號(hào)的相 序，達(dá)到使陀螺馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)指北或指南的目的。
權(quán)利要求
1. 一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀，包括陀螺電源和陀螺馬達(dá)；所述的陀螺電源為所述的陀螺馬達(dá)提供三相交流電壓或一路直流電壓；其特征在于，所述的陀螺經(jīng)緯儀還包括一個(gè)用于控制所述三相交流電壓相序改變、或控制所述一路直流電源極性改變的控制單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀，其特征在于，所 述的陀螺馬達(dá)為三相陀螺馬達(dá)，所述的控制單元為串接在所述的陀螺電源和 三相陀螺馬達(dá)任兩相電路之間的雙刀雙擲開關(guān)；該雙刀雙擲開關(guān)同一側(cè)的兩 個(gè)觸點(diǎn)分別接x和y相，另一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別接y相和x相，所述的x相 和y相為三相中的任意兩相。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀，其特征在于，所 述的陀螺馬達(dá)為三相陀螺馬達(dá),所述的陀螺電源是由微處理器產(chǎn)生三相信號(hào)， 再由數(shù)字功率放大器輸出至三相陀螺馬達(dá)，所述的控制單元受所述的微處理 器控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀，其特征在于，所 述的控制單元在所述的微處理器中，與改變相序的按鍵連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀，其特征在于，所 述的陀螺馬達(dá)為直流陀螺馬達(dá)，所述的控制單元為串接在所述的陀螺電源和 直流陀螺馬達(dá)之間的雙刀雙擲開關(guān)；該雙刀雙擲開關(guān)同一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別 接正極和負(fù)極，另一側(cè)的兩個(gè)觸點(diǎn)分別接負(fù)極和正極。
6. —種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過改變 陀螺經(jīng)緯儀內(nèi)陀螺馬達(dá)的供電電源的相序或極性，實(shí)現(xiàn)陀螺馬達(dá)的正轉(zhuǎn)和反 轉(zhuǎn)切換，從而實(shí)現(xiàn)陀螺經(jīng)緯儀尋北和尋南功能的切換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成尋北和尋南功能的陀螺經(jīng)緯儀及其實(shí)現(xiàn)方法。該陀螺經(jīng)緯儀包括陀螺電源和陀螺馬達(dá)；所述的陀螺電源為所述的陀螺馬達(dá)提供三相交流電壓或一路直流電壓；其特征在于，所述的陀螺經(jīng)緯儀還包括一個(gè)用于控制所述三相交流電壓相序改變、或控制所述一路直流電源極性改變的控制單元。該方法為通過改變陀螺經(jīng)緯儀內(nèi)陀螺馬達(dá)的供電電源的相序或極性，實(shí)現(xiàn)陀螺馬達(dá)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)切換，從而實(shí)現(xiàn)陀螺經(jīng)緯儀尋北和尋南功能的切換。使用本方法制造或改裝好的陀螺經(jīng)緯儀進(jìn)行定向時(shí)，不受測(cè)量控制點(diǎn)點(diǎn)位設(shè)置與周圍環(huán)境的影響，即在各種環(huán)境下都可以進(jìn)行測(cè)量，解決了陀螺經(jīng)緯儀定向中，長(zhǎng)期存在的一個(gè)影響定向測(cè)量工作的問題。
文檔編號(hào)G01C19/00GK101451840SQ20081018980
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者張學(xué)莊 申請(qǐng)人:中南大學(xué)