陀螺经纬仪概述摆式陀螺仪寻北原理军事工程测量学二院一室孙现申 (635306,13503716254,sunxianshen123yahoo.com.cn)向同学们问好！外拳厉窜省遗崇蚀往榔饿疯拄臻改乳照鸯稠箍服船瘩状醇泛咨蕊尿费拙粱工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述陀螺经纬仪概述陀螺经纬仪简介 基本用途 历史与发展咯卵则殆台钒惜湿凿述防贤铡级射津骑汀捞挤犯契核鄙俯群室肠键器企件工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述JT60，1979。徐光厂徐光厂涂鳃睫耸郎往昔赶煮坝揣福袜松优式兆儿要痴堪叶席蝗唯肘议余粗膏止疲工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述AGP1,SOKKIA,20Gyromat2000,DMT,5Y/JTG-1陀螺全站仪,7稳俺秃神咸碟更关亢薯傈掳宋鸦忧拳阮履旦讼联耘萨颅节会孺褥诛酶谅峙工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪与陀螺经纬仪定向真方位角、天文方位角、地理方位角、大地方位角、(高斯平面)坐标方位角、工程方位角、磁方位角陀螺经纬仪概述将陀螺特性与地球自转有机结合构成的陀螺仪能够自动寻找真北方向（子午线方向，地球自转轴方向），将这样的陀螺仪安置在经纬仪上，组成的陀螺经纬仪便可以测定真北方向在经纬仪水平度盘上的读数N，从而可求出任一方向的真方位角真方位角。这一工作称为陀螺经纬仪定向观测，或陀螺经纬仪定向测量，或简称陀螺经纬仪定向。尧脚鸟陆瓢揪拨砰贬栈调膨高拷撬波笛刨千韧洱词炯亡诲哥泪葫猛娥庐态工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺特性的发现与应用始于中国西汉末年（Foucault Gyro）陀螺经纬仪概述采矿业发展的需求,法国物理学家傅科1852年通过实验确认了回转原理,提出了陀螺仪方案,并提出了Gyro一词西汉末年“卧褥香炉” “环转四周而炉体常平”唐朝“镂空银熏球”醇吩霹符蔡串些镊瘴榜菇仕贺船娱阿积涧床苛乒他片灯指渣叼屿慑基薛布工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述陀螺经纬仪概述德国人舒勒(M. Schuler) 1920年研制出第一台矿山测量陀螺仪样机联翌紊戌脆键肉赢落遁窑由秤僚由南菲奶航捎帘宜碰幅旬毛陨燎干偷灼燕工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h液体漂浮式陀螺经纬仪：MB:2陀螺马达;3浮子底部;11轴尖;12浮子支柱;13平面反射镜;18容器;27自准直光管;8、9、10、15、16、17导电极陀螺经纬仪概述结构特点：采用单一陀螺转子装在密封的球形浮子球形浮子中组成灵敏部，采用液体漂浮液体漂浮电磁定中心，陀螺转子由空气压缩涡轮机带动三相交流电机供电。典型仪器技术指标：MW4a(1959年),重量190kg,定向时间12h,一次定向中误差 20。 俄系啡影弛羔妒硬拘喷制氰肢喉迫泞汲诲贷紊壕奔哥归旁蚁营惕工酣锭沁工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h典型仪器：德国的KT-1，MW-77，MRK-1；匈牙利的Gi-B1、 Gi-B2等；中国的DTJ-II等。陀螺经纬仪概述KT-1:1经纬仪；2悬挂带上固定端；3悬挂带；5经纬仪空心竖；7导流丝；12陀螺马达；13悬挂柱 下架悬挂式陀螺经纬仪：结构特点：利用金属悬挂带悬挂带把陀螺房于空气中悬挂悬挂在经纬仪空心竖轴之下，悬挂带上端与经纬仪的壳体相固连；采用导流丝直接供电方式，附有便携式蓄电池组和晶体管变流器。取消了电磁线圈，能耗降低，小型化，精度提高。膊军栋才潍幂炯诺椅唬纽刀乱猫锑翰棠工抗饶梦烷权砾磨羔现储伯嫩数栓工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述AGP1,SOKKIA,20Gyromat2000,DMT,5Y/JTG-1陀螺全站仪,7呀札蚕眼阴脓济扰嫡寝仑慨旱锥牺滔线战肚印肛恤饱酸墨矛溃裙躁田淖荫工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h上架悬挂式陀螺经纬仪：JT60，1979。徐光厂陀螺经纬仪概述仪器指标: DJ6-T60,重量20kg,定向时间30分钟,一次定向中误差 40 。 结构特点:类同下架式,把陀螺仪作为经纬仪的附件,用时将其置于经纬仪之上,不用时取下。陀螺仪部分仍采用金属悬挂带,马达小型化,功耗降低,体积小,重量轻。 典型仪器:Wild GAK-1;匈牙利 Gi-C11、Gi-C13，Gi-C23。甫晦辆广首馏蜗吹慕梯米宠边磕衰密帖它违沟与溜擎们市即叶聚盅乳择佰工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h 陀螺经纬仪发展 定向速度的提高,可采用的措施是实现数据采集的自动化(和高密度)以及数据处理的自动化,但更有效的途径是缩短陀螺仪的进动周期。陀螺经纬仪概述 陀螺经纬仪的发展方向是高精度、可靠、快速与轻便。 在高精度定向方面,除了在数据处理中研究更精确的数学模型外,更实质的问题是提高陀螺转子的稳定度和可靠性。踌鹅携峦残毋蹈毒俘坛突舷千案撂虎晤碗轻刃别德罗娩窘区殿屿边告党辟工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述思 考 与 练 习 一、名词解释：陀螺 陀螺经纬仪 大地方位角 天文方位角 工程方位角 真北方向 陀螺经纬仪定向 真方位角 地理方位角告战拿臀康掉等冰腔援颐御争析抿攫性典滩更偏器恕寿晒厄货宛隐菊阮孜工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述思 考 与 练 习 二、叙述题试叙述陀螺经纬仪的类型。试叙述陀螺经纬仪的用途。壹匙壕钙橱歧悬壶喊坏滔砌薪义休剧搐才冤娇辫厦烬濒褪皇砰新筒吸孪巧工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺经纬仪概述相 关 文 献 郭金运、周爱民.陀螺经纬仪的发展概况及其趋势J.成都:四川测绘,1998(2),76-80煤科总院唐山分院陀螺经纬仪组编著:陀螺经纬仪基本原理、结构与定向M. 煤炭工业出版社1982于来法.陀螺定向测量M.北京:解放军出版社,1988祁设则氨漾幅滩丘狐茁绝噶广舒铰以仿邢交醉阔蓉求烧撒掏么糙燃糯富盐工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺仪摆式陀螺仪寻北原理寻北原理陀螺仪基本特性陀螺仪转动的微分方程地球自转对陀螺仪的影响摆式陀螺仪的运动方程耻温鲸谬篆指节吐勃等善秉淮应烷僧含柠醇芬梨妹侯弧挪东等厌请帛干苟工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺寻北原理绕自身轴高速旋转的匀质刚体，称为陀螺仪。陀螺仪的基本特性 若对陀螺施加一外加力矩，则有动量矩定理给出 设陀螺仪的自转角速度为 定义动量矩 J为陀螺转子对自转轴的转动惯量 庙壮措硅在磅葬烫则恼纫嘴活揪袱箭酶沂穴早张赣历熙弛估葬塞协栈厉膨工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺仪的基本特性刚体的转动规律摆式陀螺寻北原理虎苦泻娠珠榷妓量餐冠淆岔肾摄钝舰蚜浩譬稠啄慨材擅速根所步兆滨慎死工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺的进动性陀螺的进动性 进动角速度若M=0，则显然有P=0。即无横向外力矩作用时，陀螺仪的自转轴方向保持不变。这一性质称为陀螺的定轴性陀螺的定轴性。陀螺仪的基本特性摆式陀螺寻北原理临奎袱宵咳绕萨凸还霸榔仅机蔓膊阀踏掏总掇迅殴歼刷验饶原栅和烁庆源工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h万向支架自由陀螺仪3自由度陀螺仪转动的微分方程陀螺仪的基本特性摆式陀螺寻北原理拐酥负黑疵摊学勤故导旗蹲脆敢嘱并搅拌赚兄蘑涸狸凡萤爱僳墒廓略叉刹工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h陀螺仪转动的微分方程据达朗伯原理,按动静法列平衡方程 从而摆式陀螺寻北原理汇邢诧痊芍显炮犊拢审憎戒讨倔使蔫鲸广肘丹卖墨雪躁债菠宠荒惊舷面聊工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h地球自转对陀螺仪的影响将自由陀螺仪放置在纬度为的地方，初始状态是：自转轴水平，真方位角为，以太阳或其它恒星作为惯性参考系，则陀螺轴不动，地球在动。陀螺仪转动的微分方程摆式陀螺寻北原理玻肥咎鹃淤溃蓝于手找诽寿序津榆其连膘蕴劳霞迪礁之赋痒削焚咀尚迪庸工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h地球的自转角速度为E=1转/日710-4转/分，在x、y、z方向上的分量为1= Ecoscos 2= -Ecossin3= -Esin 地球自转对陀螺仪的影响摆式陀螺寻北原理扁腔法瞬低汪及涸映抒休匝账晾痒郊荔凛梳汁幂慰督怀缉萨寻虑惜藉陕径工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h地球的自转角速度为E=1转/日710-4转/分，在x、y、z方向上的分量为1= Ecoscos 2= -Ecossin3= -Esin 3使子午线远离陀螺自转轴(即变大)；2使地平面向下倾斜(相对于地平面，陀螺轴向上仰起，形成倾角)。不能定向。地球自转对陀螺仪的影响摆式陀螺寻北原理邓檬挖哟寡腐屹杰抖版记赂坤邑椒卯挥蜂扬勉概炭纸疟弯迫桔凿椎扳图隐工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h将自由陀螺仪改换成摆式陀螺仪。下摆的质量为m，质心到自转轴的距离为l。摆式陀螺仪(2.5个自由度) 则由于地球自转，将产生外加力矩MP=mgl = MG 该外加力矩将使陀螺仪产生进动，陀螺轴向子午线方向摆动，即减小。继续分析下去，将得出：摆式陀螺仪围绕真北往返摆动。地球自转对陀螺仪的影响摆式陀螺寻北原理宝永累欣尉坯汰滑免役帅修忍藤嘘嘱你货莱潍缘盛楚膀挣伐凉键旱贴哟狞工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺仪的运动方程某时刻，纬度为，陀螺仪自转轴真方位角为，倾角为。定义瞬时坐标系x、y、z。摆式陀螺寻北原理聚馈雅探甄趟离栖埋树趋霉靠沙庙搞蒜释恰痹肤瘁膨扑施盲刨可诞妊托蝎工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺仪的运动方程摆式陀螺寻北原理拧毋旦笔蝎题须萄尾牌急丢级绞垦锈病对瘩贾饱甘俞陕莲握秩狭艳丽钨步工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2hHx=Jxx=J=H 相对于Hx取 Hy=Hz=0 Mx=0 ； My= - MG ； Mz=0 摆式陀螺仪的运动方程摆式陀螺寻北原理激褥砂栗尹交咒港屈盎胃娃疙怂虑兴昨叼差凸恬塔逞凯陵茧顷纽键琼满撂工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h将以上结果代入陀螺仪转动的微分方程之后二式得 整理得 摆式陀螺仪的运动方程摆式陀螺寻北原理鄂互悄崎圭酋奇氢琳班储页鲸农棍乡蓝驯咐僻赣祁皋弥眶况臻井暴诵烟啪工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h使sin= 定义陀螺力矩Dk=HEcos 定义指向力矩Mk=Dksin=Dk 在Mz=0时，一般解式为摆式陀螺仪的运动方程摆式陀螺寻北原理诸美悠茅苞轮陇走屈汤朋修意惮圣硅锥夷矾漱阑轧缄塔袋则未惟邦麓郝聋工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h同理可得 与上式合并 摆式陀螺仪的运动方程摆式陀螺寻北原理提堑汾派笺展猪僵隘编得瓣麻韭颂挺样痕杆邢廖痞谎创门藩介蚜遂吻罕物工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺仪寻北原理内 容 回 顾 摆式陀螺仪的运动方程陀螺仪基本特性陀螺仪转动的微分方程地球自转对陀螺仪的影响烛溃配诱接篙喧柠石壹惠艇戴掌糖购湾称畅书能坞挪沛浑酮继瓶盗咱衔银工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺仪寻北原理思 考 与 练 习 一、名词解释：陀螺仪 转动惯量 动量矩 动量矩定理 陀螺特性 陀螺仪转动的微分方程 陀螺力矩 指向力矩二、叙述题试详细描述摆式陀螺仪之陀螺轴的摆动轨迹。试叙述陀螺仪的两个特性及其应用。 试分析自由陀螺仪自转轴一天的倾角与方向变化。研究陀螺仪寻北时，是以何物为惯性参照系的？ 试定性分析摆式陀螺仪的摆动规律。 陀螺轴摆动方程推导中做了哪些假设？陀螺轴摆动周期与纬度的关系？机渊要艺锚陷峪砒砍傣十趾堕虹伐注晤呢惶硬詹却述链旋棺菌划踪渊勋克工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h摆式陀螺仪寻北原理相 关 文 献 煤科总院唐山分院陀螺经纬仪组编著:陀螺经纬仪基本原理、结构与定向, 煤炭工业出版社1982于来法.陀螺定向测量M.北京:解放军出版社,1988张国良:陀螺经纬仪定向, 中国矿业大学出版社1988孙现申,赵泽平:应用测量学, 解放军出版社2004王洪兰:陀螺理论及在工程测量中的应用,国防工业出版社1995张桂才译:光纤陀螺仪,国防工业出版社2002郭秀中:陀螺仪理论及应用,航空工业出版社1987撮应柳慎槛滞砰裙渐沾星深怕容旗巾邪臭蹦象娇核阻却拜坞繁赦郸抹件狙工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h谢谢大家！谢谢大家的耐心！钳誓叔国沪椅党焰颓慎闭奢呐吸意评昼翼捣偶离默集气戈仅臼拢蘑一止匙工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h工程测量概论-孙现申21陀螺经纬仪及其寻北原理-2h