一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法，目的是測定該組合裝置在光纖陀螺敏感軸與全站儀豎軸垂直時的全站儀豎盤位置。該方法步驟為：將光纖陀螺全站儀組合裝置固定到一測試轉(zhuǎn)臺的臺面上，并使得全站儀豎軸與測試轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸平行；轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡使光纖陀螺敏感軸在全站儀豎盤面的投影線與全站儀水平度盤面形成一銳角，然后豎直制動并記錄下此時全站儀豎盤讀數(shù)；讓測試轉(zhuǎn)臺帶動光纖陀螺全站儀組合定向裝置順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)，計算光纖陀螺敏感軸與全站儀水平度盤間的夾角；計算全站儀豎盤讀數(shù)。本發(fā)明所需測定設(shè)備常見，操作與解算簡單，測定時間短，不需知道測試點的點位信息，測定精度高。
【專利說明】一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儀器參數(shù)測定方法，具體是一種應(yīng)用于測繪工作的光纖陀螺與全站儀組合定向儀器參數(shù)測定方法，本發(fā)明屬于儀器參數(shù)測定的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在城鎮(zhèn)、山區(qū)、坑道等場地狹窄及通視條件不好的測繪區(qū)域，全站儀能實現(xiàn)單點定向，2011年6月15日公開了一種即插即用式光纖陀螺全站儀組合定向方法(專利號201010579296.9)。該發(fā)明是在一個控制點上整平對中全站儀，將光纖陀螺通過鎖緊裝置固連到全站儀望遠(yuǎn)鏡上，通過全站儀照準(zhǔn)部的水平轉(zhuǎn)動和望遠(yuǎn)鏡的豎直轉(zhuǎn)動，使得光纖陀螺在四個位置對地球自轉(zhuǎn)角速度分別進(jìn)行測量，進(jìn)而解算得全站儀視準(zhǔn)軸方位角。該發(fā)明指出，該方法實施前，需先測定出該組合裝置中，光纖陀螺敏感軸與全站儀豎軸垂直時，全站儀豎盤的讀數(shù)β，并以此作為該組合裝置的組合參數(shù)。
[0003]對于光纖陀螺全站儀組合裝置的組合參數(shù)測定方法，比較相近的有如下幾個發(fā)明。2007年9月5日公開了一種捷聯(lián)MEMS陀螺動態(tài)誤差標(biāo)定方法，可辨識出捷聯(lián)MEMS陀螺全部動態(tài)誤差系數(shù)。2010年2月3日公開了一種船用高精度光纖陀螺組件標(biāo)定方法，可得到陀螺組件的各項誤差參數(shù)，完成對陀螺組件的標(biāo)定。2011年2月28日公開了一種鉆井用高精度點測陀螺測斜儀的標(biāo)定方法，利用光纖陀螺輸出值與已知的基準(zhǔn)信息確定誤差系數(shù)。2012年9月26日公開了一種基于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的光纖陀螺八位置標(biāo)定方法，利用轉(zhuǎn)位機構(gòu)提供的八位置標(biāo)定方法可以準(zhǔn)確的計算出光纖陀螺儀的各個誤差系數(shù)，在載體姿態(tài)未知條件下完成對光纖陀螺儀的短時間、高精度標(biāo)定工作。這四個發(fā)明的參數(shù)標(biāo)定方法均是針對光纖陀螺固定組件的，而光纖陀螺全站儀組合定向裝置中，光纖陀螺可隨全站儀照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動，另外，這四個發(fā)明均是測定光纖陀螺輸出信息的參數(shù)或安裝誤差參數(shù)，而光纖陀螺全站儀組合裝置需要測定的是全站儀豎盤讀數(shù)是多少時，光纖陀螺敏感軸與全站儀豎軸垂直。因此，現(xiàn)有的參數(shù)標(biāo)定方法都不適用于光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的測定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的問題:測定出光纖陀螺全站儀組合裝置的組合參數(shù)，即轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡，使光纖陀螺敏感軸與全站儀豎軸垂直時，全站儀豎盤的讀數(shù)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法，具體方法是:
[0006]步驟一、將光纖陀螺全站儀組合裝置固定到一測試轉(zhuǎn)臺的臺面上，并使得全站儀豎軸與測試轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸平行；
[0007]步驟二、轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡使光纖陀螺敏感軸在全站儀豎盤面的投影線與全站儀水平度盤面形成銳角，然后豎直制動并記錄下此時全站儀豎盤讀數(shù)β ';
[0008]步驟三、讓測試轉(zhuǎn)臺帶動光纖陀螺全站儀組合定向裝置順時針以角速度Q1旋轉(zhuǎn)，祖組合參數(shù)的方法，為提高組合參數(shù)測定準(zhǔn)I二中全站儀豎盤讀數(shù)卩丨為步驟五計算卜驟五一次。
'儀組合裝置組合參數(shù)的測定方法具有很好需要一個能實現(xiàn)順時針和逆時針定速旋轉(zhuǎn)，操作簡單，只需要將組合裝置正確安置到并指定時間間隔記錄光纖陀螺的測量值即I三角函數(shù)計算，即可得到結(jié)果；第四，測定卜境沒有特殊要求，也不需知道測試點的點氧零偏對測定的影響。
蘭向裝置組合參數(shù)的方法技術(shù)流程圖；
蘭向裝置組合參數(shù)的方法安裝方式圖；:、測試轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸3、全站儀望遠(yuǎn)鏡4、光纖[0023]第二步，全站儀望遠(yuǎn)鏡固定:通過全站儀望遠(yuǎn)鏡將光纖陀螺敏感軸盡量水平，并將全站儀望遠(yuǎn)鏡豎直制動，此時全站儀豎盤讀數(shù)為27° 18' 26"。設(shè)置光纖陀螺輸出頻率為IOOHz。
[0024]第三步，使測試轉(zhuǎn)臺外框旋轉(zhuǎn)軸以120° /s的角速度順時針旋轉(zhuǎn)，在平穩(wěn)轉(zhuǎn)動情況下，每隔0.02s記錄一次光纖陀螺測量值，即每周均勻記錄150次，記錄10周，將記錄的1500個光纖陀螺測量值取平均，得ωρ=-33.4380861121615° ;再使測試轉(zhuǎn)臺外框旋轉(zhuǎn)軸以120° /s的角速度逆時針旋轉(zhuǎn)，在平穩(wěn)轉(zhuǎn)動情況下，每隔0.02s記錄一次光纖陀螺測量值，即每周均勻記錄150次，記錄10周，將記錄的1500個光纖陀螺測量值取平均，得ωΑ=33.4393250010547°。
[0025]第四步，利用式(I)算得夾角V為16° 10' 48"。
[0026]第五步，利用式(2)即可算得該組合裝置組合參數(shù):
[0027]β =27° 18' 26" -16° 10' 48" =11° 07' 38"。
[0028]第六步，為了使該組合裝置組合參數(shù)β測定結(jié)果更加精確，重復(fù)測定一次。即松開全站儀豎直制動，轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡，使全站儀豎盤讀數(shù)為11° 07' 38"，并豎直制動；重復(fù)第三、第四、第五步的標(biāo)定過程，利用式(I)算得夾角V為0° O' 11"，進(jìn)而利用式(2)算得該組合裝置的組合參數(shù):
[0029]β =11° 07' 38" —O。O' 11" =11° 07' 27"。
【權(quán)利要求】
1.一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法，其特征在于，步驟如下： 步驟一、將光纖陀螺全站儀組合裝置固定到一測試轉(zhuǎn)臺的臺面（1)上，并使得全站儀豎 軸（2)與測試轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸（3)平行；步驟二、轉(zhuǎn)動全站儀望遠(yuǎn)鏡（4)使光纖陀螺（5)敏感軸在全站儀豎盤面的投影線與全 站儀水平度盤面形成一銳角，然后豎直制動并記錄下此時全站儀豎盤讀數(shù)3 ';步驟三、讓測試轉(zhuǎn)臺帶動光纖陀螺全站儀組合定向裝置順時針以角速度旋轉(zhuǎn)，每周 均勻記錄光纖陀螺測量值偶數(shù)次，得順時針方向測量值平均值;測試轉(zhuǎn)臺帶動光纖陀螺 全站儀組合定向裝置逆時針以角速度旋轉(zhuǎn)，每周均勻記錄光纖陀螺測量值偶數(shù)次，得逆 時針方向測量值平均值《A;步驟四、計算光纖陀螺敏感軸與全站儀水平度盤間的夾角v ：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法，其 特征在于：所述的將光纖陀螺全站儀組合裝置固定到測試轉(zhuǎn)臺上是通過螺母（6)將全站儀 基座（7)與測試轉(zhuǎn)臺臺面（1)固連在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法，其 特征在于：所述的使得全站儀豎軸（2)與測試轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸（3)平行的方法是先將測試轉(zhuǎn)臺 旋轉(zhuǎn)軸（3)豎直，然后通過全站儀的腳螺旋及水準(zhǔn)器整平全站儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定光纖陀螺全站儀組合定向裝置組合參數(shù)的方法，其 特征在于：還包括步驟六，旋轉(zhuǎn)全站儀望遠(yuǎn)鏡，使步驟二中全站儀豎盤讀數(shù)3 '為步驟五 計算得到的3，并豎直制動，重復(fù)步驟三、步驟四及步驟五一次。
【文檔編號】G01C25/00GK103837162SQ201410114731
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】于先文, 王慶 申請人:東南大學(xué)