陀螺仪全站仪定向记录
陀螺仪标准基线定向测量方法
第2期
许文媳，等:陀螺仪标准基线定向测量方法
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高精度角度测量获得。 装置中平行光管C是定制的标准器,焦距/ =
550 nnn,可提供稳定的、接近无穷远的十字丝目 标⑴。对于a°c定向而言，整个过程相对单一，可行 性较高，而Sc的定向过程中却存在测角方法变换,
仪与平行光管对调焦误差引入的不确定度进行估 测。估测方法是以平行光管的十字丝为目标，使用 TS60照准目标读取水平角值,进行远近调焦后再照 准目标，并读取水平角读数，最后取2次读数差的绝 对值为不符值，完成一次试验。经过10次试验后， 最大不符值和最小不符值分别为0"和1.5",试验数 据按“极差法”评定不确定度：
依据JJG（测绘）5201 - 2013（陀螺经纬仪》的 要求，为了保障隧道工程定向的准确性，需对陀螺仪 进行检定。陀螺仪检定的计量标准器一般是指陀螺 仪标准基线，其主要作用就是提供方向基准。本文 主要探讨解决陀螺仪标准基线长、短目标点定向难 的问题。
2陀螺仪标准基线定向
2. 1陀螺仪标准基线的建设 参照《陀螺经纬仪》对陀螺仪计量标准装置的
Standard Baseline Orientation Measurement for Gyroscopes
XU Wenjing, WANG Lulu, DONG Xuming, WU Xuewen, SHEN Yingguang
摘要：陀螺仪标准基线是陀螺仪检定的主要计量标准器，标准基线组成的特殊性会导致其定向时 存在前后视距差过大的问题，进而在定向结果中引入不可控的调焦误差，大大降低定向精度。经过 大量的试验测试和研究，提出利用大视距差高精度测角法来消除调焦误差对定向精度的影响，并论 证了该方法的测量结果具有较高的可信度。 关键词：陀螺经纬仪检定；标准基线；调焦误差；定向精度；不确定度
索佳全站式陀螺仪定向原理
3
二、陀螺仪的基本原理
陀螺经纬仪是根据自由陀螺仪(在不受外力作用时，具有 三个自由度的陀螺仪)的原理而制成的。自由陀螺仪具有以下 两个基本特性：
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1、定轴性 陀螺轴在不受外力作用时，它的方向始终指向初始恒定方向； 2、 进动性 陀螺轴在受到外力作用时，将产生非常重要的效应——“进动”。 自由陀螺仪的上述两个特性，可通过以下实验予以证明。
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仪器在测站安置好后，将经纬仪视准轴大致摆在北方向后， 起动陀螺马达，达到额定转速后，下放陀螺灵敏部，松开经纬仪 水平制动螺旋，用手转动照准部跟踪灵敏部的摆动，使陀螺仪目 镜视场移动的光标像与分划板零刻划线 随时重合。当达到摆动逆转点时，读取水平度盘µ1；用同样的方 法向反方向跟踪，到达另一点逆转点时，再读取水平读数µ2。锁 紧灵敏部，制动陀螺马达。按下式计算近似北在水平度盘上的读 数： N=1/2（µ1+µ2 ）
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第三步，测量悬挂带零位值——测前零位，同时用秒表测定 陀螺摆动周期。 第四步,用逆转点法精确测定陀螺北方向值NT。 启动陀螺马达，缓慢下放灵敏部，使摆幅在1°~3°范 围内。调节水平微动螺旋使光标像与分划板零刻度线随时保 持重合，到达逆转点后，记下经纬仪水平度盘读数。连续记 录5个逆转点的读数u１、u２、u３、u４、u５，并按下式计 算NＴ：
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提问与讨论……
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11
若陀螺仪灵敏部重量为P，且认为是集中作用于重心O1，重心 O1至悬挂点O的距离为1，则此时因地平面绕y轴旋转而引起的 力矩为： MB=Plsinθ=Msinθ 这时x轴进动的角速度为： ωP=(M/H)sinθ
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• 摆式陀螺的进动与地球自转影响的平衡 由于与地球转动的同时，子午面亦在按地转铅垂分量ω2 不 断地变换位置。故即使某一时刻陀螺仪轴与地平面平行且位 于子午面内，但下一时刻陀螺仪轴便不再位于子午面内，因 此陀螺仪轴与子午面之间具有相对运动的形式。当陀螺仪轴 的进动角速度ωP与角速度分量ω2相等时，则陀螺仪轴与仪 器所在地点的子午面保持相对静止。
陀螺定向测量
陀螺定向测量陀螺定向测量(gyrostatic orientation survey)是用陀螺经纬仪测定某控制网边的陀螺方位角，并经换算获得此边真方位角的测量工作。
常用于定向连接测量。
陀螺方位角，是从陀螺仪子午线(测站上通过假想的陀螺轴稳定位置的子午面，即陀螺仪子午面与地平面的交线)北方向顺时针量至某定向边的水平角。
常用方法确定测站真子午线北方向的常用方向有:中天法，是通过对陀螺仪轴运转的观测，先确定近似北方向，在连续读记摆动的指标线(陀螺轴)反复经过分划线板零线时的时间，和到达东、西逆转点时的水平度盘读数，经计算获得近似北方向的改正数，进而确定测站真北方向;逆转点法，是用陀螺经纬仪跟踪观测摆动的指标线(陀螺轴)反复到达东、西逆转点时的水平度盘读数，经计算确定测站真北方向。
矿井应用服了几何定向占用井筒而造成停产、耗费大量人力、物力和时间等缺点，同时也克服了随井筒深度增加而降低定向精度的缺点。
由于矿井生产中对陀螺定向测量技术的应用还很少，陀螺定向技术在矿井生产中还缺乏系统性的操作要求及数据处理模式。
2011年4月，麦格集团天渱公司螺仪部带领天津707所厂家技术人员到煤矿进行陀螺仪的测量演示，通过TJ9000陀螺全站仪与日本品牌陀螺全站仪比较，获取了实证分析数据。
从技术及经济角度考虑，对陀螺定向测量技术的研究，在矿井生产中具有非常重要的意义。
1、陀螺定向作业依据本次陀螺定向作业依据为1989年1月能源部制定的《煤矿测量规程》并参照1990年原中国统配煤矿总公司组织修订、煤炭工业出版社出版的《煤矿测量手册》。
2、陀螺定向作业仪器陀螺定向采用中船重工TJ9000陀螺全站仪为例，该仪器是下架式的陀螺仪器，有陀螺仪、全站仪、控制器和三脚架等组成。
陀螺仪方位角测定标准偏差为±20"，全站仪测角精度为2"。
3、陀螺定向方法陀螺定向采用当今先进的积分法进行观测，定向程序为:3.1 先在地面任意点上测定仪器当地的比例常数C值。
陀螺经纬仪和全站仪在思山岭铁矿联合定向的应用
陀螺经纬仪和全站仪在思山岭铁矿联合定向的应用摘要：随着科技的发展测量仪器的精度越来越高，陀螺经纬仪和全站仪在矿山联系测量中联合应用越来广，在矿山前期平巷中段开拓联系测量之中尤为重要，为矿山早日建设投产提供便利关键词：陀螺仪定向原理投点定向误差精度1工程概况龙新矿业公司思山岭铁矿SJ3（1#回风井）井筒净径7.5m，地面井口标高+265 m，井筒全深1272.7m。
目前该井拟施工-900 m、-960 m两中段。
利用现有井筒内三层吊盘合理安排联系测量顺序和测量方法。
2陀螺经纬仪的定向原理用吊丝悬吊且重心下移的陀螺灵敏部敏感地球自转角速度的水平分量，在重力作用下，产生一个向北进动的力矩，使陀螺灵敏部主轴（即H向量）围绕子午面往复摆动，通过光电传感器将陀螺灵敏部往复摆动的光信号，转换为电信号传送给控制器。
控制系统自动跟踪陀螺灵敏部的方向摆动，并对灵敏进行加矩控制，通过复合式寻北解算出被测目标的北向方位角，控制器显示的角度N为陀螺罗盘零位相对于真北方向的夹角。
陀螺定向前测量准备工作，在地表已知边上用三测回独立测量陀螺方位置角，求得仪器常数。
3 -900m中段和-960m中段联系测量受井筒条件的限制，-900m中段和-960m中段联系测量分开分时独立进行。
先进行-900m中段联系测量，等条件具备后再进行-960m中段联系测量。
3.1 -900m中段联系测量-900m中段定向点由φ2.0mm铜焊条加工成的“U”测钉用水泥埋设，共埋设4个定向点。
-900m中段联系测量分平面定向测量和导入高程测量，分开进行，即先进行平面定向测量，平面定向测量结束后，从安全门主提升孔下放长钢尺再进行导入高程测量。
3. 1.1平面定向测量平面定向测量，拟采用单根钢丝投点联合陀螺经纬仪定向的方法进行，见图1。
（1）投点采用φ2.0mm细钢丝单重投点法。
单重投点安装系统见图1。
缠绕钢丝的2t风动绞车固定在地面井口适当位置，钢丝从地面井口下放过程中，其下端配以适当重量的小重陀，钢丝下放至-900m 时，在已塔设好的测量平台上（三层吊盘的上层盘提升喇叭孔处）放上盛满稳定液（水）的大桶，钢丝下端通过一定的方式挂上砝码式的重陀（不小于100kg），并将重陀浸入盛满稳定液的大桶，用信号圈法和主提升大桶检查钢丝以确保钢丝自由悬挂，并在钢丝适当位置通过一定方式在地面井口和-900m或-960m各固定一张反射片。
陀螺仪在竖井定向测量的应用
世界有色金属 2016年 12月上52陀螺仪在竖井定向测量的应用张石聪（云南驰宏锌锗股份有限公司，云南 曲靖 ６５５０００）摘 要：近年来，随着公司找探矿及采矿向纵深方向延伸，竖井工程已成为公司主要的运输巷道，竖井定向的精度已成为公司测量的重点和难点工程。
在实际的工程建设过程中，联系三角形定向已很难满足超深井测量定向的精度要求，因此，只有行求更为行至有效的竖井定向方法。
目前一般采用的竖井测量方法有联系三角形法、光学投点以及陀螺定向等这几种方法。
相较这几种定向方法，为了更好地确保测量时效性，满足深井测量精度的准确性，采用陀螺仪定向是目前国内及公司竖井定向的最为行之有效方法。
本文主要分析探讨陀螺仪在竖井定向测量的应用是否满足定向要求。
关键词：竖井；陀螺仪；井下定向测量中图分类号：Ｖ２４１．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１６）２３－００５２－２Application of gyroscope in vertical shaft measurementZHANG Shi-cong（Ｙｕｎｎａｎ Ｃｈｉｈｏｎｇ Ｚｎ＆Ｇｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ ｃｏｍｐａｎｙ，Ｑｕｊｉｎｇ ６５５０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ ｌｏｏｋｉｎｇ ｆｏｒ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ， ｔｈｅ ｓｈａｆｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ＇ｓ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｒｏａｄｗａｙ， ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｈａｆｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｆｏｃｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ＇ｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｕｌｔｒａ ｄｅｅｐ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔ， ｏｎｌｙ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｓｈａｆｔ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｅｖｅｒａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｈａｆｔ， ｓｕｃｈ ａｓ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｍｅｔｈｏｄ， ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｙｒｏ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ， ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｗｅｌｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｇｙｒｏ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｃｏｒｐｏｒａｔｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｙｒｏ ｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｈａｆｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ．Keywords: ｓｈａｆｔ； ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ； ｄｏｗｎｈｏｌｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ为了进一步提高竖井定向的精度，建设单位在实际的操作过程中加强了对于竖井措施的运用，在这一过程中，为了确保竖井定向效果达到工程规范要求，相关人员加强了对于陀螺仪设备的使用。
测绘专业实验实习—— 陀螺仪定向原理与方法介绍
的摆幅；
记录陀螺通过零指标线的 时间。
1.6 定向边坐标方位角计算
以一个测回测定测线方向值，前后两测回的互差符合限差 时，取其平均值作为测线方向值。定向边坐标方向角的计 算步骤如下：
陀螺方位角=测线方向值-陀螺北方向值 地理方位角=陀螺方位角+仪器常数 坐标方位角=地理方位角-子午线收敛角
仪器常数可在已知方位角的导线上或三角点测定，按下式 计算出：
仪器常数测量地理方位角时可用到，一般在用于煤矿 金属 矿进行陀螺方位角及控制导线测量时用不到仪器常数。
2 索佳GPX陀螺全站仪原理与方法
索佳 GP-1
致谢
The end, thank you!
1.3 精密定向（逆转点法）
பைடு நூலகம்
要求粗定向误差≤±2°；
粗定向后下放陀螺，摆幅 控制在5~8格之间；
使用全站仪水平微动螺旋 跟踪并记录逆转点
N1
1 2
a1
2
a3
a2
N2
1 2
a2
2
a4
a3
……
N
N n2
1.4 精密定向（中天法）
要求粗定向误差≤±20′； 粗定向后下放陀螺，摆幅
1、陀螺全站仪的操作
L 1 2 a1 a3 2 a2
1.1 陀螺仪悬挂带零位观测
原理
悬挂零位是指陀螺马达不转时，陀螺灵敏部受悬带和导 流丝扭力作用而引起扭摆的平衡位置，即扭力矩为零的 位置。
在陀螺观测开始之前和结束之后，要作悬带零位观测， 观测3次。相应简称为测前零位和测后零位观测。
陀螺全站的操作流程
陀螺全站仪使用培训手册烟台威远图测绘技术有限公司李伟平陀螺全站仪的操作流程陀螺连接示意图陀螺全站的具体步骤1．将全站仪三角架架设在已知控制点上，要求三角架大致水平（便于仪器水平），三角架的高度在胸口一下（将陀螺安装在全站仪上后，读数窗口正好在肉眼的高度范围之内，便于观测，不至于太累）。
2．将电池用三针线跟逆变器连接，将逆变器用五针线跟陀螺连接，（在连接的过程中，注意连接头要对准缺口，垂直插拔，不要旋转，否则容易毁坏针头）连接好后会听到“咔”的一声。
取下陀螺锁紧口（固定陀螺的黑色罩）之后将陀螺全站仪严格对中整平，要求水准气泡不要超过0.5格。
3．将指南针（指南针所指的磁北方向与陀螺北方向的差值约为5度左右）安装在陀螺仪的上方，调整指南的位置使其大致指向北方（即指南针大致在两竖线的中间或者摆动的幅度左右一样），注意安装好指南针后要将锁定指南针的旋钮打开，否则指南针不工作，收仪器后再将锁定指南针的旋钮关闭，否则在搬运过程中指南针来回震荡容易毁坏。
4．测前零位检查：此时全站仪不开机，陀螺不通电。
眼睛看着陀螺的读数窗口，沿F方向（逆时针方向）以合适的速度下放陀螺，（下放的速度不能太快也不能太慢，太快的话陀螺的摆幅太大，超过最大读数10格的范围，太慢摆幅太小，没有起到零位检查的效果。
）待下放过程中出现▲HC标志与▼标志对齐时，此时陀螺下放了一半，这时要停顿几秒钟，然后继续以合适的速度下放，直至完全下放到底。
下放结束后通过陀螺的读数窗口观察陀螺的最大摆幅是多少（要求摆幅在5-9之间是最好的，否则将陀螺托起，按照上述的方法再重新下放）观察读数窗口记下陀螺摆到最左侧L和最右侧R的读数，精确到小数点后一位即可。
如L=5.4,R=5.0;L=5.4,R=4.9(要求观测两次，且L-R的数值应小于1格值)。
零位检查完成后，一定记得将陀螺托起。
5．确定大致的陀螺北：零位检查完成后，将陀螺托起，然后陀螺仪开机，即将逆变器的开关拨到ON的位置上。
陀螺仪测量操作流程
陀螺仪测量操作流程
陀螺仪测量操作流程大致如下：
1. 开启设备：首先启动陀螺仪装置，确保其正常运行并校准零点。
2. 定向设置：确定测量轴向，使陀螺仪的敏感轴对准欲测方向。
3. 数据采集：陀螺仪开始工作时，会连续输出绕各轴转动的速度信息（角速率）。
4. 实时记录：将获取到的角速率数据实时记录，通过内置算法或外部计算设备处理，可转换为角度变化量。
5. 结果分析：整合连续测量得到的数据，可以得出被测物体的绝对姿态、转速或轨迹等信息。
6. 关闭设备：测量结束后，按照规程正确关闭陀螺仪设备，并妥善保存数据。
陀螺全站仪在矿井定向测量中的应用
陀螺全站仪在矿井定向测量中的应用摘要：本文介绍陀螺全站仪在矿井定向测量中的应用，简述陀螺全站仪定向过程及计算方法，结合工程实例分析陀螺定向的实际精度，为今后的测量工作提供一些经验和建议。
关键词：陀螺全站仪；矿井定向；应用一、前言鞍钢某大型露天矿山开采到－175米水平后改为井下开采。
露天转井下开采工程共有9条竖井，三条斜坡道，9个水平。
井筒最深820米，最浅420米。
除两条主井外各条竖井及东、西斜坡道在－123米水平、－213米水平、－303米水平、－321米水平相向贯通；主斜坡道从地表＋120水平向下与－123米水平及东、西斜坡道贯通；两条主井与副井在－567米水平、－633米水平、－695米水平单向贯通。
相向贯通巷道最长距离为3600米，最短距离为600米。
贯通面达60余个，超过2000米的贯通面有4条，超过1000米的贯通面有6条。
该工程前期已完成九条竖井的掘凿与混凝土衬砌工作，后续工程由三个工程队承担巷道施工任务。
我单位承担全部工程的控制测量任务。
为满足竖井定向的精度，我单位购买了一台索佳GP2X全站式陀螺仪。
该仪器由日本索佳公司生产，它结合GP2悬挂式陀螺仪、SET2X全站仪和全站仪内置的处理软件，陀螺仪工作时其摆会绕地球子午线摆动，通过GP2目镜对摆动的观察，并利用全站仪以水平角方式测定出摆幅或测定摆动的时间周期，然后依此计算出摆动中心的陀螺方位角。
相对于传统的陀螺仪，索佳全站式陀螺仪GP2X是由GP2陀螺仪和SET2X全站仪组合而成的用于测定真北方向的测量系统，并在全站仪中内置了逆转点法和中天法两种测量程序，结合GP2陀螺仪、SET2X全站仪和专用处理软件，SET2X全站仪可在观测完成后计算出真北方向，且计算出的真北方向可以很方便地设置到SET2X全站仪水平度盘上。
陀螺全站仪定向精度为±20″；测角精度为±2″。
竖井联系测量采用陀螺全站仪进行定向测量，采用钢丝投点法进行坐标传递测量。
陀螺测斜仪定向操作规程
SinoGyro陀螺测斜仪定向操作规程一、检查仪器密封圈是否都已上好并完好无缺，仪器连接丝扣处用丝扣油涂抹，连接好仪器并打紧。
二、在井上将井下仪放置在井斜20—30度之间。
三、转动井下仪，使定向引鞋的定键槽垂直向上并保持稳定。
四、开机，待仪器运转稳定后开始测量；连续测量三次以上，取最后三次稳定重力高边数值的平均值（重复性误差≤+10）作为“高边初始角”的值输入计算机。
五、重测，确认此时重力高边实测数值为零（误差≤+10）；仪器断电。
六、为了确保仪器井下顺利入键，定向接头下井之前必须与仪器引鞋进行地面入键测试，一切顺利后，定向接头方可下井。
七、仪器下井时，在定向键槽涂上铅油。
下放时下放速度≤2000米/小时；上提时≤1800米/小时。
当井下仪下放距离定向接头50米时，控制下放速度在1200-1500米/小时之间；仪器入键后，待地滑轮落地时，方可停绞车。
八、绞车停稳2分钟后，开机测量，连续测量2次，检查仪器稳定性和重复性并记录测量数据；一切正常后仪器断电，待陀螺停稳后上提30米以上，开始第二次坐键并测量；连续坐键三次，三次高边测量值误差≤+50时即可确认仪器入键。
九、仪器入键后不动，地面转动钻杆或油管至所需位置，然后上提下放钻杆或油管各三次，每次活动范围3—5米，待活动完成后开机测量定向键的位置，如果达不到要求，继续转动和活动井下工具，至定向键位置达到工艺要求为止，至此陀螺定向结束。
十、陀螺测斜仪高边转换角默认值为3度，测量过程中如果想同时观察陀螺高边和重力高边时，可在同一位置改变高边转换角的数值来实现。
十一、定向测量结束后，数据存盘，起出井下仪，进行现场资料交接。
SinoGyro陀螺测斜仪开窗侧钻定向表甲方：乙方：MDRO-021型陀螺测斜仪一、引言：MDRO-021型陀螺测斜仪是我公司新研制的第二代陀螺测斜仪。
MDRO-021型陀螺测量仪在技术上作了较大改正，使其模型更加完善，测量精度更高，测量速度更快，使其更加灵活方便。
陀螺全站仪定向精度分析—以索佳GP—1仪器为例
陀螺全站仪定向精度分析—以索佳GP—1仪器为例作者：代志广来源：《科学与技术》2018年第27期摘要：陀螺全站仪的定向精度是评价其质量的重要标准之一，从其定向方法入手，实际分析了跟踪逆转点法和时差中天法两种定向方法的原理及两种方法产生的误差，并结合某地的已知两条边实际分析陀螺全站仪的定向精度，确定其是否能达到其标称精度。
关键词：陀螺全站仪；定向精度；测定中误差；定向中误差PRECISION ANALYSIS OFGYRO THEODOLITE ORIENTATION OF SOKKIA GP-1 INSTRUMENTRANN Fei1（1China Railway Guizhou Engineering Company Limited.，Guiyang 550003，Guizhou Province，PR China）Abstract：The directional accuracy of gyro is one of the important criteria for evaluating its quality，starting from the directional method，analysis of the actual error tracking principle reversal point method and time difference method of the transit method of two directional and two kinds of methods，combined with a known two edges of the actual analysis of orientation precision of gyro，determine whether it can achieve its nominal accuracy.Key words：Gyro total station；Orientation accuracy；Primary measurement error；Primary orientation error1引言GP-1是由上架式陀螺儀和全站仪结合在一起的仪器，它利用陀螺仪本身的物理特性及地球自转的影响，实现自动寻找真北方向，从而测定地面和地下工程中任意测站的大地方位角，在地里南北不大于75°的范围内，它可以不受时间和环境等条件限制，实现快速定位。
深井多中段定向中全站式陀螺仪的应用及精度研究
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2022年5月上 115深井多中段定向中全站式陀螺仪的应用及精度研究方颖铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司 安徽 铜陵 244000摘 要 全站式陀螺仪是一种较为常用的定向测量设备，在很多领域中都被广泛应用，尤其在矿山深井进行多中段的定向时，使用全站式陀螺仪能够获得更为精确的定向数据。
为此，本文针对深井多中段定向工作中全站式陀螺仪设备的实际操作及精度进行了进一步探究和分析。
关键词 深井；多中段定向；全站式陀螺仪；精度Application and Precision Research of Total Station Gyroscope in Multi-Intermediate Orientation of Deep Mine Fang YingTongguan Mines Construction Co., Ltd of Tongling Nonferrous Metals Group, Tongling 244000, Anhui Province, ChinaAbstract The total station gyroscope is a kind of commonly used orientation and measurement equipment, which is widely used in many fields, especially in the multi-intermediate orientation of the deep mine, the use of the total station gyroscope can obtain more accurate orientation data. Therefore, this article further explores and analyzes the actual operation and precision of the total station gyroscope equipment in the multi-intermediate orientation of the deep mine.Key words deep mine; multi-intermediate orientation; total station gyroscope; precision引言全站式陀螺仪是一种较为新颖的测量设备，相比传统陀螺仪设备，全站式陀螺仪具有更多功能。
陀螺全站仪定向精度评定和在工程中应用
陀螺全站仪定向精度评定和在工程中应用摘要：目前陀螺全站仪标称精度大多在8到20秒之间，而常用全站仪标称精度1秒或2秒，很多测量人员困惑于如何能用这么“低精度”陀螺全站仪来复测检核的“高精度”全站仪测量的精密导线呢？查看了很多陀螺经纬仪（全站仪）精度相关文献，一般只提到某款陀螺经纬仪（全站仪）精度指标达到多少，或者某工程应用中实测精度达到多少，缺乏对精度指标的说明，造成了现在大量精度要求较高项目（如：地铁导线复测）测量技术人员对陀螺精度困惑。
本文从标称精度评定及工程实际应用方法来说明这个问题。
关键词：陀螺全站仪精度、陀螺定向、导线方位校核Abstract：At present，the gyro total station nominal accuracy mostly between 8 to 20 seconds，and commonly used total station instrument nominal accuracy of 1 or 2 seconds，many Surveyor confused on how to with such low accuracy gyro totalstation reflex test check the high precision of total station instrument measurement precision wire? To view the lot of gyro theodolite（total station）relative to the precision of the literature，generally only mentioned a gyro theodolite（total station）precision index reach the number，or a project application measurement accuracy reach，lack of precision description index，caused by now a large number of high precision project（such as：subway traverse azimuth verification）measurement of technical personnel on the precision of gyro is confused.In this paper，the nominal accuracy assessment and engineering application methods to description the problem. Keywords：gyro total station，gyro direction，traverse azimuth verification1、引言目前各地大量建设地铁轨道交通工程，地下定向测量十分重要，隧道《城市轨道交通工程测量规范》中联系测量可采用陀螺经纬仪、铅垂仪（钢丝）组合定向测量；地下控制测量部分要求贯通面一侧隧道长度大于1500米时，适当位置加测陀螺边提高控制导线精度。
陀螺定向测量报告记录
陀螺定向测量报告记录陀螺定向测量报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：中国人民解放军第一〇〇一工厂陀螺仪定向报告XXX矿业1# 与3# 斜坡道实测2015年10月26日潼金矿业1#、3#斜坡道陀螺定向测量成果报告1 定向设备本次陀螺定向采用中国人民解放军第一〇〇一工厂自主研发、生产的HGG05型陀螺全站仪(1σ≤5″)，编号15001，上置中翰测绘公司生产的TS-802N型全站仪。
2 数据来源点位信息由XXX矿业地勘部提供。
表1 控制点信息点位X YG3007 3816634.319 428917.073G3006 3816594.778 428824.508G3024 3811951.219 432293.488G3022 3812175.001 432187.5851053 3814565.216 430662.2291055 3814721.892 430541.139E106 3814496.765 431437.456E107 3814459.429 431541.8953083 3811452.311 431630.6633082 3811581.143 431634.860 其中地面控制点为：G3007、G3006；G3024、G3022。
α=246°52′09″，根据计算得知控制边方位角分别为：3006GG3007→α=334° 40′ 28″。
G3024→G30223 定向过程1) 在控制边进行2测回定向测量，标定仪器常数； 2) 在待定边进行3测回定向测量；3) 在原控制边进行2测回定向测量，以两次控制边测量结果检验仪器的稳定性和精度，确保陀螺定向成果准确可靠。
4 陀螺定向的限差要求1) 同一条边各测回测量结果最大互差不得超过10″； 2) 两次地面控制边测量结果均值之差不得大于15″。
陀螺定向应用
a 已知边上测定仪器常数
b 待定边上测定陀螺方位角
陀螺仪定向过程示意图
陀螺定向应用
• （1）在地面已知边上测定仪器常数△。一般测
• 2仪～器3常测数回可在已 知精密A 方0位角的T测线上测定。由
上图a可知，在测线CD上测定其陀螺方位角，当 CD为已知边时，计算所测陀螺方位角与其地理方 位角的差值即可求得仪器常数。作业时应首先在 已知边上测定仪器常数（实际上是测定已知边的 陀螺方位角）即测前仪器常数的测定。其主要技 术要求见下表1。
陀螺定向应用
• 1．自由陀螺仪的特性
• 没有任何外力作用，具有三个自由度的陀螺仪称 为自由陀螺仪。
• 自由陀螺仪的特性 • （1）陀螺轴在不受外力矩作用时，它的方向始终
指向初始恒定方位，即所谓定轴性； • （2）陀螺轴在受外力矩作用时，将产生非常重要
的效应－“进动”，即所谓进动性。
陀螺定向应用
自由陀螺仪模型及原理示意图
• 1852年，法国科学家傅科提出地球的自转会在陀 螺仪上产生效应的设想：“无需进行任何天文观 测或地磁观测，只要由陀螺仪观测就可以得出任 何地点的子午线位置”。
• 方位角就是子午线方向与直线方向的夹角，有了 子午线位置当然就有办法确定直线的方位角。
陀螺定向应用
• 受当时条件的限制，傅科的实验未能成功； • 20世纪初，研制成功陀螺罗盘作为航海导航仪器； • 20世纪初50年代，研制成功液浮式矿用陀螺罗盘
两个逆转点5个连续的经纬仪读数值，计算出陀螺 方位角。 • 逆转点法的记录见下表。
陀螺定向应用
陀螺经纬仪定向记录（逆转点法）
陀螺定向应用
• （2）中天法 • 在起始近似定向精度达到以内，整个观测过程中，
003陀螺经纬仪定向收集资料
第三节 陀螺经纬仪定向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，将这样的陀螺仪安装在经纬仪上，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。
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（gyro-theodolite orientation ）。
如图3-1，C 、D 为地面上两点，在C 点上安置陀螺经纬仪，测得真北方向在经纬仪水平度盘上的读数N ，D 方向在水平度盘上的读数为r CD ，则可求得地理方位角CD =r CDN (3-1) 和高斯平面直角坐标方位角 T CD =CD C (3-2) 其中C =(C L C )sinC C ，C 为天文经度，L C 为大地经度，C 为天文纬度，C 为C 处的子午线收敛角。
陀螺特性的发现与应用始于我国西汉末年，将陀螺技术应用于测北定向则是由于近代航海与采矿业发展的需要。
法国人L. Foucault 1852年创造了第一台实验陀螺罗经；德国人H.Ansch ütz 制成第一台实用陀螺罗经样机；德国人M. Schuler 1908年首次制成单转子液浮陀螺罗经，用于军事和航海；在船用陀螺罗经的基础上，1949年德国Clausthal 矿业学院O.Rellensmann 研制出MW1型子午线指示仪，并于1958年研制出金属带悬挂陀螺灵敏部的KT-1陀螺经纬仪。
此后的几十年间，世界各国先后开展了陀螺经纬仪的研制工作，相继生产出多种型号的产品。
依仪器结构和发展阶段，可将各种陀螺经纬仪划分为液体漂浮式、下架悬挂式和上架悬挂式三种类型。
液体漂浮式陀螺经纬仪的结构特点是将陀螺转子装在封闭的球形浮子中，采用液体漂浮电子磁定中心，陀螺转子由空气压缩涡轮机带动三相交流电机供电，全套仪器重达几百千克，一次定向需几小时，陀螺方位角一次测定中误差为1～2。
这是陀螺经纬仪的早期型式。