DXY-Ⅱ型数字定向仪使用说明书

DXY—Ⅱ型数字定向仪器使用说明书

一、概述

1、功能

DXY—Ⅱ型数字定向仪器是一部输出参考方向与地磁北向夹角大小（顺时针方向）的测角仪器。输出角度A的定义如图（1）所示，参考中心就是过仪器的输出参考方向垂直于仪器纵轴的直线与纵轴的交点，仪器参考方向为该垂直于纵轴的直线，从参考中心指向输出标志。

a

c d

图（1）输出角A的定义

2、组成

DXY—Ⅱ型数字定向仪器由壳体、电池组、磁罗盘和记录处理板组成。如图（2）所示。

壳体采用铜材料做成，对电磁场不产生干扰。为电池组、磁罗盘和记录处理版提供与外界隔离的保护，确保仪器在矿井中安全可靠地工作。

电池组为磁罗盘和记录处理板提供电源，采用三节锂电池供电，电池采用**公司生产的**型号锂电池。电池组可提供**型号测角仪器连续工作不小于72小时所需的电源。

磁罗盘为测角仪器提供初始的方位角度、俯仰角度和倾斜角度。磁罗盘采用honeywell公司生产的HMR3300磁罗盘。

记录处理板完成接收磁罗盘发送过来的初始的方位角度、俯仰角度和倾斜角度，并进行坐标转换处理，得到DXY—Ⅱ型数字定向仪器参考输出方向与地磁北的夹角大小，并存储在记录处理板的存储器当中。在测试完成之后，通过板上的USB接口，采用数据线连接，将记录处理板与电脑连接。通过电脑的复制、剪切等操作完成数据读取。

3、技术指标

方位精度：≤1°（水平）

≤3°（倾角0°～±30°）

≤4°（倾角±30°～±60°）

方位分辨率：0.1°

工作温度：-20℃～+40℃ 4、工作原理

DXY —Ⅱ型数字定向仪器采用磁罗盘作为核心测角元器件。磁罗盘采用三轴磁阻传感器测量磁罗盘参考三轴上的地磁分量大小，并通过两轴加速度计测量地球重力加速度在俯仰和倾斜轴上的分量大小，然后进行测角解算。首先通过两轴加速度计的输出，求解出磁罗盘参考三轴的俯仰角度和倾斜角度，然后依据这两个角度将三轴磁阻的输出投影到水平面上，求解出磁罗盘参考方向上地磁分量在水平面上的投影与三轴磁阻输出合成的矢量在水平面上的投影的夹角，即为磁罗盘输出的方位角度。

由于磁罗盘安装在DXY —Ⅱ型数字定向仪器的壳体基座上，造成壳体的输出参考不是磁罗盘的输出参考，存在一个角度误差。测角仪器通过记录处理板来补偿这个角度误差，确保测角仪器输出的方位角度即为壳体参考方向与地磁北的夹角A 。具体通过式（1）来完成。

2

1

tan

-DT DT a A =主 ⎪⎩

⎪⎨⎧<-<>->>-=0

DT218000DT20

0DT2360当，且当，且当主主主

主主A

A A A A A （1） 其中： 3

2

1)sin sin cos cos (sin sin cos )sin sin sin cos (cos 1c c c DT αθγαγαθαθγαγ++⨯--=

3

2

1)cos sin cos cos (sin cos cos )cos sin sin sin (cos 1c c c DT αθγαγαθαθγαγ-+⨯++=

α、θ、γ分别为磁罗盘输出的方位、角度和倾斜角度。 1c 、2c 、3c 为已知系数。

这里 1c 、2c 、3c 通过实验室获得，具体为将测角仪器安放在具有磁场基准的转台上，调整转台与磁场基准的方位角度yuan α，以及与水平面的俯仰角度yuan θ和倾斜角度yuan γ，且确保此时DXY —Ⅱ型测角仪器的三轴与转台的三轴平行，即测角仪器的理论输出方位角、俯仰角度和倾斜角度分别为yuan α、yuan θ和yuan γ。记录此时磁罗盘的输出方位角度α、俯仰角度θ和倾斜角度γ。根据方程式（2）建立方程： 3

2

1)sin sin cos cos (sin sin cos )sin sin sin cos (cos sin cos c c c yuan yuan αθγαγαθαθγαγαθ++⨯--=-

3

2

1)cos sin cos cos (sin cos cos )cos sin sin sin (cos cos cos c c c yuan yuan αθγαγαθαθγαγαθ-+⨯++= （2）

改变转台状态至少4个位置以上，即至少获得4组不同yuan α、yuan θ和yuan γ、α、θ和γ。

得到8个以上方程组。然后采用最小而成拟合估计，得到 1c 、2c 、3c 的最优解，作为实际解算的系数。将它们固化到记录处理板的软件上，当记录处理板接收到磁罗盘输出的方位角度、俯仰角度和倾斜角度后，即按照式（1）进行解算处理，得到测角仪器实际输出参考方向与磁北的夹角大小。 二、使用环境

1、可用于煤矿探井方位测量。

2、石油矿井方位测量。 三、使用方法

正确使用DXY—Ⅱ型数字定向仪器进行角度测量，按照测试工作、数据下载、时间同步、数据清除等分步骤进行。

A测试工作步骤：

1、检查电池安装是否正确，正负极是否正确，并拧紧保护盖。如图（2）所示。

注意：每三节标准配置的新电池可保障72小时工作，计算已经工作过的时间，获得剩余电量的工作时间是否够本次工作需求，如不够，请更换。

2、确认记录处理板与电源接线连接正确。

3、确认磁罗盘与其固定基座安装可靠，不松动。

4、确认磁罗盘和记录处理板的连线正确。

5、确认记录处理板的工作状态处于测试状态。定义如图（3）所示。

12

34

图（3）测角仪器测试状态设定

6、将磁罗盘及其安装基座轻放入壳体当中，并拧紧保护盖。如图（4）所示。（补一张照片）

7、此时测角仪器开始工作。

8、工作时间结束后，需要下载数据，根据下载数据步骤进行。

B 数据下载工作步骤：

1、松开磁罗盘保护盖，轻取出磁罗盘及其安装基座。