側(cè)面的光電傳感器組成； 豎直力矩穩(wěn)定檢測(cè)裝置42由安裝在第二力矩器轉(zhuǎn)子40下部的光電傳感器以及其下方與其 對(duì)應(yīng)的反射鏡組成；光電傳感器用于發(fā)射光束并接收經(jīng)反射鏡組發(fā)射的光束；每個(gè)光電傳 感器與第二微型計(jì)算機(jī)47相連接，接收到的光束信號(hào)傳輸至第二微型計(jì)算機(jī)47。
[0059] 激光對(duì)中系統(tǒng)包括激光發(fā)射模塊50,激光發(fā)射模塊50安裝在外殼51底面，外殼 51底板中心處上開(kāi)有通光孔49,激光發(fā)射模塊50發(fā)射的豎直向下的激光由通光孔49射 出；激光對(duì)中系統(tǒng)用于在測(cè)站點(diǎn)上進(jìn)行儀器擺放時(shí)的對(duì)中；激光發(fā)射模塊50連接第二微型 計(jì)算機(jī)47。第二微型計(jì)算機(jī)47根據(jù)操作按鈕組16的開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制激光發(fā)射模塊50的開(kāi) 啟關(guān)閉。激光發(fā)射模塊50可米用激光器。
[0060] 外殼51的下方設(shè)有基座46,基座46用于將本發(fā)明的儀器安裝在三腳架上；可選 的，基座46為圓形，基座46邊緣沿周向設(shè)有三個(gè)間隔120°的調(diào)節(jié)螺旋45,調(diào)節(jié)螺旋45用 于儀器的整平對(duì)中；外殼51上表面設(shè)有兩個(gè)陀螺儀水準(zhǔn)管14和一個(gè)北向標(biāo)識(shí)62,北向標(biāo) 識(shí)62指示方向?yàn)橥勇輧x測(cè)角裝置17中的電子度盤零刻度線方向。其中，兩個(gè)陀螺儀水準(zhǔn) 管14的軸線相互垂直（XX軸垂直于YY軸），兩陀螺儀水準(zhǔn)管14氣泡居中時(shí)，陀螺儀外殼 51上表面處于水平狀態(tài)；外殼51的兩側(cè)還對(duì)稱安裝有兩個(gè)扶手53。
[0061] 數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)受第二微型計(jì)算機(jī)47控制，第二微型計(jì)算機(jī)47接收通過(guò)操 作按鈕組16輸入的測(cè)站煒度信息、測(cè)量程序設(shè)置等內(nèi)容。測(cè)量過(guò)程中，第二微型計(jì)算機(jī)47 接收力矩器電流值、穩(wěn)定檢測(cè)裝置的光電傳感器光電信號(hào)數(shù)據(jù)。
[0062] 數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)中加載以下功能模塊：
[0063] 馬達(dá)啟動(dòng)加速模塊：第二微型計(jì)算機(jī)47控制陀螺馬達(dá)35的啟動(dòng)及加速。
[0064] 盤位轉(zhuǎn)換模塊：第二微型計(jì)算機(jī)47控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)18驅(qū)動(dòng)輪盤19轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)陀螺 儀測(cè)角裝置17發(fā)送的輪盤19的轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制輪盤19轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0065] 電流及光電信號(hào)采集模塊：第二微型計(jì)算機(jī)47按設(shè)定采集次數(shù)采集第一力矩器 轉(zhuǎn)子31、第一力矩器定子30、第二力矩器轉(zhuǎn)子40和第二力矩器定子39內(nèi)部電流數(shù)據(jù)（這 些電流數(shù)據(jù)反映陀螺靈敏部擺動(dòng)幅度）；第二微型計(jì)算機(jī)47按設(shè)定采集次數(shù)采集支承穩(wěn)定 檢測(cè)裝置21、水平力矩穩(wěn)定檢測(cè)裝置34、豎直力矩穩(wěn)定檢測(cè)裝置42的光電傳感器的光電信 號(hào)數(shù)據(jù)。
[0066] 支承鎖定模塊：第二微型計(jì)算機(jī)47控制電感線圈27斷電，磁性消失，壓縮狀態(tài)的 彈簧25通過(guò)壓片28向上頂住下部連接盤23,下部連接盤23上的觸頭60與上部連接盤22 接觸；并向上拉動(dòng)連接部32、第一力矩器轉(zhuǎn)子31、陀螺靈敏部和第二力矩器轉(zhuǎn)子40的整體， 使得懸掛帶29不受力松弛。
[0067] 支承解鎖模塊：第二微型計(jì)算機(jī)47控制電感線圈27通電，壓片28收到磁力向下 進(jìn)一步壓縮彈簧25,壓片28與下部連接盤23脫離連接；由于下部連接盤23、連接部32、第 一力矩器轉(zhuǎn)子31、陀螺靈敏部和第二力矩器轉(zhuǎn)子40整體的重力作用，使懸掛帶29受力拉 緊。
[0068] 穩(wěn)定檢測(cè)模塊：第二微型計(jì)算機(jī)47將力矩角度位移數(shù)據(jù)采集模塊得到的角度位 移量與設(shè)定閾值相比較，如果不超過(guò)設(shè)定閾值，則陀螺靈敏部處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則不穩(wěn)定。
[0069] 本發(fā)明中，僅當(dāng)支承穩(wěn)定檢測(cè)裝置21、水平力矩穩(wěn)定檢測(cè)裝置34、豎直力矩穩(wěn)定 檢測(cè)裝置42三組入射光與反射光光路均滿足設(shè)定的穩(wěn)定條件時(shí)，陀螺靈敏部處于穩(wěn)定狀 〇
[0070] 力矩反饋控制模塊：第二微型計(jì)算機(jī)根據(jù)電流及光電信號(hào)采集模塊得到的力矩值 控制第一力矩器轉(zhuǎn)子31、第一力矩器定子30、第二力矩器轉(zhuǎn)子40和第二力矩器定子39的 內(nèi)部電流，使得力矩器定子和其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子間形成與陀螺靈敏部擺動(dòng)力矩大小相等、方向相 反的合力矩，直至陀螺靈敏部穩(wěn)定。
[0071] 利用上文所述的基于靜態(tài)模式的力矩反饋陀螺全站儀，本發(fā)明的雙位置回轉(zhuǎn)尋北 測(cè)量方法具體包括如下步驟：
[0072] -、安置儀器：
[0073] 在測(cè)站點(diǎn)安置儀器，使北向標(biāo)識(shí)62位于真北方向（-10°，+10° )區(qū)間內(nèi)，接通電 源，啟動(dòng)激光發(fā)射模塊，移動(dòng)儀器直至激光發(fā)射模塊的激光束射向測(cè)站點(diǎn)標(biāo)識(shí)；反復(fù)調(diào)節(jié)調(diào) 節(jié)螺旋，直至上對(duì)中標(biāo)識(shí)對(duì)準(zhǔn)懸掛在測(cè)站點(diǎn)上的對(duì)中垂球尖部。
[0074] 二、陀螺定向測(cè)量：
[0075] a.啟動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)加速模塊、盤位轉(zhuǎn)換模塊，使陀螺馬達(dá)35旋轉(zhuǎn)軸56方向?qū)?zhǔn)陀螺 儀測(cè)角裝置17中的電子度盤零刻度線方向（北向標(biāo)識(shí)62指示方向）；
[0076] b.第一位置尋北測(cè)量：依次啟動(dòng)支承解鎖模塊、電流及光電信號(hào)采集模塊，得到 多組電流數(shù)據(jù)以及光電信號(hào)數(shù)據(jù)；第二微型計(jì)算機(jī)47根據(jù)電流數(shù)據(jù)計(jì)算得到陀螺靈敏部 力矩值，并根據(jù)光電信號(hào)數(shù)據(jù)以及反射光線與入射光線的位置，計(jì)算陀螺靈敏部的角度位 移量；啟動(dòng)穩(wěn)定檢測(cè)模塊，如果陀螺靈敏部處于非穩(wěn)定狀態(tài)，則啟動(dòng)力矩反饋控制模塊使得 陀螺靈敏部穩(wěn)定，然后啟動(dòng)支承鎖定模塊。其中，電流及光電信號(hào)采集模塊的采集次數(shù)為至 少100次。本實(shí)施例中取100次。
[0077] 對(duì)采集的多組電流數(shù)據(jù)，計(jì)算過(guò)程如下（以10組數(shù)據(jù)為例）：
[0078] 第二微型計(jì)算機(jī)47采集的每一條數(shù)據(jù)格式為：序號(hào)（i)，第一力矩器轉(zhuǎn)子電流值 (Ira)，第二力矩器轉(zhuǎn)子電流值（Ikb)，第一力矩器定子電流值（ISA)、第二力矩器定子電流值 (ISB)。數(shù)據(jù)格式如下表所示：
[0080] 通過(guò)公式（1)計(jì)算陀螺靈敏部力矩值M:
[0082] 其中，力矩器系數(shù)k(常量，設(shè)為333) ;n為采集的電流數(shù)據(jù)的組數(shù)。
[0083] c.第二微型計(jì)算機(jī)47根據(jù)陀螺靈敏部力矩值，計(jì)算得到在第一位置上陀螺儀測(cè) 角裝置17的電子度盤零刻度線方向偏離真北方向夾角圖3中ZNORp2勵(lì)&通過(guò)公式（2) 計(jì)算。
[0085] 其中，陀螺的角動(dòng)量H ;地球的自轉(zhuǎn)角速度測(cè)站點(diǎn)的地理煒度供。
[0086] d.第二位置尋北測(cè)量。啟動(dòng)盤位轉(zhuǎn)換模塊，使陀螺馬達(dá)35按順時(shí)針（或逆時(shí)針） 旋轉(zhuǎn)180度；此時(shí)到達(dá)第二位置；重復(fù)執(zhí)行步驟b、c，獲得在第二位置上陀螺儀測(cè)角裝置17 的電子度盤零刻度線方向偏離真北方向夾角Z N0R2。
[0087] 三、照準(zhǔn)系統(tǒng)方向觀測(cè)：
[0088] a.調(diào)節(jié)水平制動(dòng)微動(dòng)螺旋10和豎直制動(dòng)微動(dòng)螺旋6,使望遠(yuǎn)鏡5照準(zhǔn)目標(biāo)，此時(shí) 保證水平制動(dòng)微動(dòng)螺旋10位于觀測(cè)方向的左邊，照準(zhǔn)部測(cè)角裝置4將此時(shí)照準(zhǔn)測(cè)線方向 (LL方向）與其內(nèi)部電子度盤0位方向之間的夾角記為ZMOCA存儲(chǔ)并顯示在第一微型計(jì)算 機(jī)58的照準(zhǔn)系統(tǒng)顯示屏8上。
[0089] b.再將望遠(yuǎn)鏡5在豎直方向與水平方向分別旋轉(zhuǎn)180度，此時(shí)水平制動(dòng)微動(dòng)螺旋 10位于觀測(cè)方向的右邊，通過(guò)調(diào)節(jié)水平制動(dòng)微動(dòng)螺旋10、豎直制動(dòng)微動(dòng)螺旋6,再次使望遠(yuǎn) 鏡5照準(zhǔn)測(cè)線方向，照準(zhǔn)部測(cè)角裝置4將此時(shí)照準(zhǔn)測(cè)線方向（LL方向）與其內(nèi)部電子度盤 0位之間的夾角記為Z MOCB#儲(chǔ)并顯示在第一微型計(jì)算機(jī)58的照準(zhǔn)系統(tǒng)顯示屏8上；至此 照準(zhǔn)系統(tǒng)完成一次目標(biāo)照準(zhǔn)。
[0090] C.再次將望遠(yuǎn)鏡5在豎直方向與水平方向分別旋轉(zhuǎn)180度，此時(shí)水平制動(dòng)微動(dòng)螺 旋10位于觀測(cè)方向的左邊，重復(fù)步驟a、b分別獲得照準(zhǔn)測(cè)線方向（LL方向）與其內(nèi)部電子 度盤0位方向之間的夾角記為Z MOC。、Z MOCD，至此照準(zhǔn)系統(tǒng)完成第二次目標(biāo)照準(zhǔn)。依據(jù)公 式⑶計(jì)算兩次目標(biāo)照準(zhǔn)的平均值ZMOC:
[0092] 四、尋北成果計(jì)算：
[0093] 第一微型計(jì)算機(jī)58將陀螺定向測(cè)量過(guò)程最終獲得的夾角Z NO%、Z NOR2以及兩 次目標(biāo)照準(zhǔn)的平均值Z M0C進(jìn)行計(jì)算，獲得測(cè)線的真北方位角A，并顯示在第一微型計(jì)算機(jī) 58的照準(zhǔn)系統(tǒng)顯示屏8上。計(jì)算測(cè)線的真北方位角A公式（4)如下：
[0095] 其中，兩次目標(biāo)照準(zhǔn)的平均值Z M0C ; Z RPM、Z R20M分別為陀螺尋北方向（圖3 中0&、0R2方向，即陀螺旋轉(zhuǎn)軸指向）與陀螺儀測(cè)角裝置17的電子度盤的零刻度線（圖3 中0M方向）在兩個(gè)位置的夾角，Z &0M、Z R20M由陀螺儀測(cè)角裝置17的RDC測(cè)角電路測(cè) 得。
[0096] 如圖5所示，力矩值為基于靜態(tài)模式的新型陀螺全站儀的測(cè)量量，它與陀螺馬達(dá) 35旋轉(zhuǎn)軸56方向（OR方向）有直接關(guān)系，如圖2為力矩值與陀螺馬達(dá)35旋轉(zhuǎn)軸56方向（OR 方向）的函數(shù)關(guān)系示意圖，經(jīng)過(guò)第一位置尋北后，陀螺馬達(dá)35旋轉(zhuǎn)軸56方向指向A位置與 真北方