陀螺定向方法和精度评定
测绘专业实验实习—— 陀螺经纬仪定向方法实验指导书
实验四 陀螺经纬仪定向方法一、实验目的了解陀螺仪定向的原理，熟悉陀螺仪常用的定向方法，学会使用逆转点法和中天法进行精密定向。
二、实验仪器索佳GP-1陀螺全站仪1台，三脚架1个，棱镜1个。
三、陀螺仪一次测定作业流程本实验为演示实验，由指导教师结合PPT 及仪器操作进行演示教学。
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。
观测三次。
在陀螺观测开始之前和结束之后，要作悬带零位观测，相应简称为测前零位和测后零位观测。
【方法】测定悬挂零位时，先将全站仪整平并固定照准部，下方陀螺灵敏部（不启动马达），从读数目镜中观测灵敏部的摆动，在分划板上连续读三个逆转点的读数，估读到0.1格。
()132122L a a a =++⎡⎤⎣⎦2、陀螺仪粗定向在测定已知边和定向边的陀螺方位角之前，首先进行粗略定向，即把全站仪望远镜视准轴置于近似北方向。
3、精密定向（逆转点法）粗定向后，全站仪转到粗定向的北方向，再次下放陀螺，控制摆幅在5~8格之间，用逆转点法通过全站仪精确跟踪逆转点。
[]131224*********a a N a a a N a N N n +⎛⎫=+ ⎪⎝⎭+⎛⎫=+ ⎪⎝⎭=-……4、精密定向（中天法）首先通过逆转点法确定陀螺北方向在±20′内，然后托起陀螺；再放陀螺使其摆幅在8~10格之间，用中天法开始观测；至少测量2个周期。
5、测后零位。
四、陀螺仪一次定向作业流程1、在地面已知边上测定仪器常数由于陀螺轴衰微弱的摆动系数保持不变，故其摆动的平衡位置可以仍未是假想的陀螺主轴稳定的位置。
陀螺主轴虽然指示出真北方向，但是这个方向必须借助陀螺仪光学系统读数。
由于陀螺主轴与陀螺仪光学系统的光轴以及经纬仪视准轴不在同一竖直面捏，因而陀螺仪的指向与地理子午线N 不重合，两者之间的差值称为仪器常数∆（与磁偏角概念不同）。
分析矿井生产中陀螺定向测量的应用及精度
分析矿井生产中陀螺定向测量的应用及精度摘要：基于井下定向测量对生产安全及效率的重要性，在简单介绍陀螺定向测量的基础上，结合矿井实例，对陀螺定向测量实际应用及测量成果精度进行深入分析，最后得出陀螺定向测量精度高，测量可靠的结论。
关键词：矿井生产；陀螺定向测量；测量精度矿井井下生产对现场观测与定向有着极高的要求，定向测量精度直接影响实际生产效率，如果精度较差，则必定会降低效率，造成不必要的损失。
因此，应在重视定向测量的基础上，通过新技术和新设备的引入来提高定向测量水平，如采用陀螺经纬仪就是很好的选择。
1陀螺定向测量概述目前，我国与许多国家均研制出充分结合经纬仪与陀螺仪的测量仪器，称为陀螺经纬仪，主要用于完成定向测量。
对于这种新型测量仪器，其作用原理为：借助吊丝进行悬吊，重心下移的陀螺敏感地球自转角速度的水平方向分量，受到重力的作用后，产生一定向北端发生进动的力矩，促使主轴开始围绕子午面发生往复运动，此时利用传感器接收运动光信号，并将其转换成仪器可识别的电信号，传输至控制器实施分析解算。
之后由经纬仪对被测对应方位角进行显示与读取，也可在数据传输接口支持下向终端设备传输数据[1]。
本矿井因建设过程中采用几何定向方法得到定向精度相对较低，同时现已受到一定程度的干扰及破坏，使得可靠性降低，导致井下的无论是控制导线，还是长距离掘进，均需精度达到较高水平的方向控制。
近年来，我国矿山测量人员在积极总结传统几何定向方法不足与弊端的基础上，陆续开始借助陀螺经纬仪完成定向测量任务，以求解决传统方法占用井筒产生的长时间停产、需要消耗大量资源等问题，并克服定向精度伴随井筒深度不断增加而明显降低等不足，确保工作效率及定向成果的精度都能得到大幅提升。
基于此，从本矿井角度讲，为充分满足实际施工提出的各种要求，使首级控制导线始终保证较高的精度，经研究决定在井下方向测量工作中选用新型陀螺经纬仪取代传统的几何定向方法，以此对起始方位角等重要测量成果进行确定与校核。
井下陀螺定向及其精度分析
美ｔ啊 矿 井
陀螺定向 精度 分析
ｌ 概
、
况
仪 ．定 向时要求仪器常 数 的地 面 已知坐标方位 角 的中误 差 不超过 ｌ ”，根据 该矿 井生产 实 际的 需要 ，井 下 工程 所 要 ０ 求 的精 度 为 １ ５”级 ． 本 次井 下 陀螺 定 向采 用跟 踪 逆 转 点 法 ，按 照３２３ －．的观测程序进行 操作． ３ 陀螺经纬仪定向的作 生过程 ． ３ （ ）在地 面已扣边上测定仪 器常数 １ 在地 面已知边用两 三测回 ，独立 测得 陀ｊＩ ，求 得 国方位 平均的仪器常数． 可 以按 照下面公式：
安置仪器 点位置来 定．
３ｌ 井下加涮陀螺边 的选择位置和边数 。
井 下加测陀蝶 边的选择位 置和边数 撤据 矿井的生 产规 模 来加 以确定 。根据 该矿井 的接本控制长 度和 定向精 度 以 及 井下：程所 要求的精度。陀蝶定 向的位置应选在 一４ ０ ［ ０ 水
平 主石 门、北翼大巷和 南翼大巷 并加测一拳陀螺 定向ｉ 。 ２ ｌ
Ａ Ａ 口一 Ⅱ ，
安徽恒源煤 Ｉ 股份有 限公 司是一个 设计年产原煤 ６ 万ｔ ｂ ｏ ．
咀高挡普采 为主的现代 化矿井 。随着先进技 术的利用 ，现 在 已形成 ｌ０ 的年生产能力。采用主、副井竖井 ，主要石 ６ 万ｔ 门，集中运输大 巷 ，两 水平上 下 山开拓方式 。井 田平均 走 向长度 为５２ ｍ，倾斜 宽为３ ｍ。 ．ｋ ．ｋ ３ 由于矿井 的产量不 断提高 ，井 下巷道逐 渐 向南北两 翼 延 伸 ，井 下控 制 导线 多 数 为支 导线 。根 据 ‘ 煤矿 测量 规 程 》规定 ，应在布设井 下基本控 制导线 时，每隔 １ －２Ｏｍ ． ． ５ ｋ 必 须加渊 陀ｊ｝ 向边 。以提高 井下平面控 制网的精度 ，来 龉 定 满足矿井生产建设和长远发展的需要。 ２ 矿井井下基本控捌同现状 该矿井井下首缎控制网主耍有 ： （ ） ＿４ ０ １ ０ 水平北翼运输大巷 ，４ 轨道 上 山， 一ｌ０ ２ ９ 总 回风巷 ，南翼总回风上 山至４ ０ ０ 水平北 翼运输大巷的７ 缎
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。
陀螺定向测量及提高贯通精度的措施
科学技术创新2020.26以柠条塔S1210超长隧道贯通测量为例，加入陀螺定向测量，进行贯通误差预计。
以下主要对导线网中加测陀螺定向边后的平差计算、加测最佳位置确定及实际加测情况等进行分析，提出了提高贯通精度的具体方案。
1加测陀螺边后附合导线平差及加测陀螺边最佳位置确定1.1加测陀螺边导线终点误差估计如图1，A 为起始点，AA 1为起始定向边，其坐标方位角为α0，导线测量点K 为终点，α1，αII ，…，αN 为N 条陀螺定向边，导线段数为N ，由B 点至K 点的一段为支导线。
图1导线示意图（1）由导线量边误差引起的终点K 的贯通误差（1）其中：m l ：测边中误差；α'：导线边与水贯通方向夹角。
（2）测角误差对贯通点误差累积影响（2）式中：η：所有导线点到重心连接线y'轴投影长；R y'：支导线B 至K 各点和K 点连线y'轴投影长。
（3）陀螺定向对贯通点误差累积影响假设各条陀螺定向边精度相同为m α0时有：（3）1.2两井贯通贯通点水平方向贯通误差预计如图2，地面点P 向两竖井分布布设导线P-I-II-III 和P-IV-V-VI ，假设m β上为测角中误差，m l 上为量边中误差，陀螺定向边为α1，α2，…，α5，测定其陀螺定向方位角，陀螺定向中误差设为m α1，m α2，…，m α5，其中地下导线独立施测2次。
导线段为A-E ，E-M ，M-K ，B-C ，C-N ，N-K ，其中M-K ，B-C ，N-K 为支导线边，A-E ，E-M ，C-N 是方向附合导线边，井下测角中误差m β下，井下量边中误差m l 下。
图2导线布设示意图贯通点在x'上误差预计如下：（1）地面导线边引起贯通测量x'上的误差（4）式中：R y'：地面导线各点与井下导线的起始点A 和B 的连线在y'轴上的投影长；α'：地面导线各边与x'轴夹角。
陀螺仪论文-陀螺经纬仪定向的误差分析及导线平差
陀螺经纬仪定向的误差分析及导线平差摘 要：井下经纬仪导线通常是由井底车场开始的向井田边界推进的，根据误差累计原理，导线点位的误差离井底车场越远误差越大。
利用陀螺经纬仪定向时，对其进行误差分析及平差，能有效地控制误差，并提供最优定向法！关键词：陀螺经纬仪；定向误差；导线平差1 陀螺经纬仪定向的精度平定陀螺经纬仪的定向精度主要以陀螺方位角一次测定中误差m T 和一次定向中误差m α表示。
1.1 陀螺方位角一次测定中误差在待定边进行陀螺定向前，陀螺仪需在地面已知坐标方位角边上 测定仪器常数△。
按《煤矿测量规程》规定，前后共需测4~6次，这样就可按白赛尔公式求算陀螺方位角一次测定中误差，即仪器常数一次测定中误差（简称一次测定中误差）为：[]1vv n ±∆- 式中 v i —仪器常数的平均值与各次仪器常数的差值；n △—测定仪器常数的次数。
则测定仪器常数平均值的中误差为：m △平= m T 平=mT n ±∆1.2 一次定向中误差一次定向中误差可按下式计算：式中 —仪器常数平均中误差； —待定边陀螺方位角平均值中误差；m α= 222·m m T m λ∆±平+平+—确定子午线收敛角的中误差。
因确定子午线收敛角的误差m γ较小，可以忽略不计，故上式可写为：m α= 22·m T m ∆±平+平 2 陀螺经纬仪一次测定方位角的中误差分析如前所述，陀螺经纬仪的测量精度，以陀螺方位角一次测定中误差表示。
不同的定向方法，其误差来源也有差异。
目前国内最常用的是跟踪逆转点法和中天法，其中所用的一些数据是根据具体的仪器试验分析所得，有一定得局限性，但对掌握误差分析方法而言，却是无关紧要的。
2.1 跟踪逆转点法定向时的误差分析以JT 15型陀螺经纬仪为例进行探讨。
按跟踪逆转点法进行陀螺定向时，主要误差来源有：①经纬仪测定方向的误差；②上架式陀螺仪与经纬仪的连接误差；③悬挂带零位变动误差；④灵敏部摆动平衡位置的变动误差；⑤外界条件，如风流、气温及震动等因素的影响。
陀螺定向测量在矿井生产中的应用及精度分析
高 ，集 电、光 、机 、算于一身，在矿 山的贯通测量工程和定 向
测量工程等 大型测量 中发挥 了非常重要 的作用 。 按 照以测角 中误差来区分井下导线等级 ，基本控制导线分 为 ７ ”或 ｌ ５ 导线 两种 ，而 采 矿 区 的控 制 导线 分 为 ３ ０”或 ４ ５ 两 种 。对 于 每 一 次 启 动 陀 螺 仪 的 定 向误 差 为 ± ７” ， 可 实施 附合导 线定 向及导 线起 始边 或 闭合 导线 终端 的定 向测 量 ，也 可一 井 或 两井 井 下 的起 始 边 的定 向 。 ２ 陀 螺 仪优 点 介 绍 陀螺仪 利用积 分法测 量， 优于 目前市场上 的逆转点法设备， 全 自动 实现快速 高精度 寻北。 基 准 镜 设 置及 零位 修 正程 序 ， 实现 高精 度 定 向 。 采 用直流永磁陀螺 电机 ，陀螺旋转精度高 ，转动无死 点， 陀螺敏感部温 升小。 陀螺敏 感部采用 下挂式摆式陀螺，便 于操作安装 。 多层 磁 屏机 构 ， 屏 蔽 外 部 磁场 ，提 高设 备 抗 干 扰 能力 。 在 较大 偏北 角 （ ±３ ０ 。）条件 下 ， 自动完成 粗寻 北及精 寻 北过程 ，操作 简单 。 陀螺仪与全站仪采用合理、可靠的机械及通信接 口处理 。 ３ 陀螺经纬仪的定向精 度 摆 式的陀螺经纬仪定 向精度 ，通常是用一次定 向中误差来 衡量 的。一般来 说，陀螺经纬仪一次定向的中误差都应该在 出 厂 时的精度 指标 之内。但 是，由于每一台测量仪器实 际质量情 况 差 别 很大 ， 因 而 仪 器 制 造 时 工 艺 的水 平 ， 出厂 后 的震 动 及 外 界条件 影响，都 可能影响定向精度 。陀螺定 向的误差和 陀螺经 纬仪定 向所 产生的误 差及 观测的方法有 关系 。如 果用跟踪逆转 点的方法 ，一条 测线 的一次测 定程序 为： 先 在 已知 的 方位 角 基 线 上 测 定 该仪 器 的 常数 ； 在需要定 向的边上测定出测线方向值 ； 以 ５个 摆 动 的 逆 转 点 测 定 出 子 午线 的方 向值 。 所 以陀螺经纬仪 的测定方 向的误差来源有 ：对 中的误差 、 测线平 均值 中误 差、由 ５个逆 转点观测 而确 定的陀螺 北方 向的
陀螺经纬仪定向精度的分析
陀螺经纬仪定向精度的分析张 明,陈亚楠(平顶山煤业(集团)公司,河南平顶山 467000)摘要:文中介绍了陀螺经纬仪的定向误差来源,及一次定向总中误差的预计。
关键词:陀螺定向误差;仪器常数;摆动逆转点;悬带零位;测线方向值中图分类号:P213 文献标识码:B 文章编号:1001-358X(2006)02-0043-02 摆式陀螺经纬仪的定向精度,通常是用一次定向中误差来衡量。
一般来说,陀螺经纬仪的一次定向中误差都在出厂时的精度指标之内,如瑞士wild厂的G AK-1在20″-30″之内。
但是,每一台仪器的实际质量情况有很大差别的。
因为仪器制造时的工艺水平,出厂后震动和外界条件的影响,都会影响定向的精度。
下面就分析一下陀螺经纬仪的定向误差来源和计算一次定向中误差的方法。
1 陀螺定向误差来源误差来源与陀螺经纬仪定向产生的误差和观测方法有关。
若采用跟踪逆转点法,一条测线一次测定的程序为:a1在己知方位角的基线上测定仪器常数;b1在定向边上二测回测定测线方向值;c1以5个摆动逆转点测定子午线方向值(陀螺北方向读数);测前和测后对悬带零位的测定。
由观测过程可知,对测前测后两测回的测线方向取平均值得:L0=1/2(L前+L后)(1)由5个逆转点读数,求算子午线方向值N0=1/12(u1+3u2+4u3+3u4+u5)(2)而测线的地理方位角为:A=L-L±Δ(3)式中L为测线的陀螺方向值。
分析(3)式可知,影响定向精度的误差可分三大类:测定测线方向值的误差mL0;测定陀螺北方向的误差mL;仪器常数误差mΔ。
引起上述三类误差的因素有许多,若将整个作业过程中各种误差因素考虑进去,则可以归纳出陀螺经纬仪的定向误差来源有:用经纬仪测定测线方向值引起的定向误差mL0;由5个逆转点确定陀螺北方向值引起的定向误差m N;上架式陀螺仪与经纬仪联接引起的定向误差m b;悬挂带零位变动引起的定向误差m0;陀螺摆动平衡位置不稳定性引起的定向误差mc;仪器常数不准引起的定向误差mΔ;仪器对中与整平引起的定向误差me;风力、震动等其它外界因素引起的定向误差。
5第三章 联系测量-陀螺定向解析
①在测站上整平对中陀螺经纬仪，以一个测回测定待定边或已知边 的方向值，然后将仪器大致对正北方。 ②粗略定向（测定近似北方向） 锁紧灵敏部，启动陀螺马达，待达到额定转速后，下放陀螺灵敏部， 用粗略定向的方法测定近似北方向。完毕后制动陀螺并托起锁紧， 将望远镜视准轴转到近似北方向位置，固定照准部。 ③测前悬带零位观测 打开陀螺照明，下放陀螺灵敏部。进行测前悬带零位观测。同时用 秒表记录自摆周期T。零位观测完毕，托起并锁紧灵敏部。 ④精密定向（精密测定陀螺北） 采用有扭观测方法（如逆转点法等）或无扭观测方法（如中天法、 时差法、摆幅法等）精密测定已知边或待定边的陀螺方位角。 ⑤测后悬带零位观测 ⑥以一个测回测定待定边或已知边的方向值，测前测后两次观测的 方向值的互差对J2和J6级经纬仪分别不得超过10″和25″。取测前测 后观测值的平均值作为测线方向值。
3.7 陀螺定向的精度分析
1.陀螺经纬仪定向的精度评定 陀螺经纬仪的定向精度主要以陀螺方位角 一次测定中误差mT和一次定向中误差 ma 表 示。 1）陀螺方位角一次测定中误差
在待定边进行仿陀螺定向前，陀螺仪需在地面巳知坐标方 位角边上测定仪器常数。按《试行规程》规定，前后共需 测6次，这样就可按白塞尔公式来求算陀螺方位角一次测 定中误差，即仪器常数一次测定中误差（简称一次测定中 误差）。 vv
（3）当在未知边上定向，且仪器本身又无粗定向 罗盘附件时，可用仪器本身来寻找北方，常用的 方法为两个逆转点法。具体操作如下：
测前悬带零位观测
陀螺灵敏部摆动的平衡位置应与目镜分划板的零刻划线重 合，该位置称为悬带零位 。 测定悬带零位时，应将经纬仪整平并固定照准部，然后下放陀 螺灵敏部并从读数目镜中观测灵敏部的摆动(当陀螺仪较长时 间末运转时，测定零位之前，应将马达开动几分钟预热，然后 切断电源，待马达停止转动后再下放灵敏部)，在分划板上连 续读三个逆转点读数a1、a2、a3
陀螺定向提高贯通精度浅析
陀螺定向提高贯通精度浅析摘要：贯通测量是一项非常重要的矿山测量任务，贯通的精度对贯通工程的圆满完成有着重要的意义。
本文以某贯通导线中不加测陀螺边和加测陀螺边分别进行贯通误差预计，从陀螺定向技术使贯通横向精度提高的理论出发，计算了相应的贯通横向精度的提高率，为贯通测量中加测陀螺边的位置与数量的确定提供了理论依据。
关键词：贯通测量，横向，精度0 引言贯通测量是一项非常重要的矿山测量任务，贯通的精度对贯通工程的圆满完成有着重要的意义。
合理、有效地提高贯通精度，不仅可以最终保证贯通工程的完成效果，而且还可以适当加快施工速度，确保生产、掘进和通风的连续平衡性，神华神东煤炭集团公司作为我国最大的煤炭生产企业，每年每个矿井都承担着几个几公里的贯通测量工程。
影响贯通精度的因素很多，例如：导线测角误差、导线量边误差、高程误差、矿井定向误差等等，其中由于导线测角误差的累积影响造成远离起算边的控制导线点的精度降低，而不能满足大型贯通工程的实际需要。
因此，神东煤炭集团公司委托神东地测公司对大型贯通工程加测陀螺定向边，以保证工程的顺利贯通，提高贯通精度。
本文以实例配合理论验证的方式研究了陀螺定向技术使贯通横向精度提高的效果，为贯通测量中加测陀螺边的位置与数量的确定提供理论依据。
1 工程概况以保德煤矿81502工作面为例说明。
保德81502工作面是保德五盘区的第二个工作面，它是由三条顺槽分别是80502一号回风顺槽、81502二号回风顺槽和82502胶运顺槽组成。
工作面走向长度是4023.78米，工作面宽度240米。
81502一号回风与81502二号回风间有12米的净煤柱，贯通段全长约10252.2米。
设计方位353°11′34″。
1.1作业技术依据煤矿测量规程，原中华人民共和国能源部制定，1989.71.2作业仪器1）全站仪：仪器型号：日本索佳公司产SET-210K型。
标称精度：测角±2〞，测距：2mm+3×10-6；2）陀螺经纬仪：瑞士产WILD GAK-1经纬仪+T2经纬仪。
自动陀螺全站仪定向测量施工工法(2)
自动陀螺全站仪定向测量施工工法自动陀螺全站仪定向测量施工工法一、前言自动陀螺全站仪定向测量施工工法是一种利用陀螺仪原理对施工工程进行定向测量的方法。
通过将全站仪与GPS系统、地图测量软件相结合，实现精确测量和定位，大幅提高施工效率和精度。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、质量控制、安全措施、经济技术分析，并提供一个工程实例。
二、工法特点1. 高精度定位：利用陀螺仪原理，能够实现毫米级别的定位精度，满足高精度施工的需求。
2. 自动化程度高：通过全站仪自动对准参考点，自动记录坐标和角度信息，减少人力操作，提高工作效率。
3. 实时监测：能够实时获取施工过程中的测量数据，帮助工程师及时调整施工方案，确保工程质量。
4. 易于操作：工法采用直观的图形界面和简单的操作流程，使操作人员易于上手，减少误操作。
5. 具备追踪功能：能够实现对移动目标的自动追踪和定位功能，适用于道路、桥梁等工程的定位施工。
三、适应范围该工法适用于各类建筑施工工程，特别适用于需要高精度定位和定向测量的项目，如高速公路、铁路、航道等工程。
四、工艺原理该工法利用陀螺仪原理实现定向测量。
陀螺仪可以感应地球的自转力和地磁力，在施工过程中根据测量仪器的角度信息来确定施工位置和方向。
同时，通过与GPS系统和地图测量软件结合，能够精确测量和定位。
五、施工工艺 1. 测量准备：搭建全站仪设备，校准仪器，导入工程地图和测量坐标数据。
2. 定位设置：根据工程要求，设置基准点和控制点，并在地图上标注。
3. 定向测量：根据设定的控制点，使用全站仪进行定向测量，记录测量数据并实时传输到地图测量软件上。
4. 施工调整：根据测量数据分析，进行施工调整，确保施工过程符合设计要求。
5. 定位测量：利用自动追踪功能，对需要定位的物体进行测量定位，实时记录坐标信息。
六、劳动组织施工过程中需要配备全站仪操作人员、数据收集人员和施工调整人员等。
七、机具设备1. 自动陀螺全站仪：负责进行定向测量和数据记录。
陀螺经纬仪精密定向及误差分析论文
8摘要陀螺经纬仪是一种将陀螺仪和经纬仪结合成为一体的、全天候，并且不依赖于其他条件就能测定真北方向的精密定向仪器，有着广泛的应用。
随着科学和技术、工程建设与经济建设的快速发展，对陀螺经纬仪定向精度要求越来越高，而国内外在高精度陀螺经纬仪定向精度方面的研究较少，尤其是在陀螺经纬仪定向精度评定规范以及外界因素对陀螺经纬仪定向精度的影响方面的研究成果欠缺。
因此，本文探讨了陀螺经纬仪定向精度的有关问题。
本论文主要研究情况如下：首先，对于陀螺经纬仪的具体构造和陀螺经纬仪的具体工作原理做出了相应的理论分析。
详细阐述了陀螺仪的结构和功能以及陀螺经纬仪的定向原理。
其次，在相应的理论指导之下，详细的介绍了几种具体的测量方法。
分别根据陀螺仪经纬仪的跟踪和不跟踪两种情况来具体来进行数据的获取和处理。
在不跟踪状态下对中天法、时差法以及三点法等进行具体的理论分析和实际操作。
最后，在对中天法和逆转点法两种工作方式做理论上的分析。
在定向精度和误差等具体环节上分析，得出比较适合应用的数据获取方法，也就所谓的观测方法。
关键字：陀螺经纬仪，结构和功能，定向原理，观测方法，误差分析AbstractThe theodolite is a gyro and theodolite combined into one , all-weather , and does not depend on other conditions can be measured precision orientation apparatus to true north , has a wide range of applications .With the rapid development of science and technology, engineering, construction and economic construction , the directional accuracy of the theodolite have become increasingly demanding , and less at home and abroad in high-precision gyro theodolite directional accuracy , especially in the directional gyro theodolite accuracy assessment lack of research results of the specification and the impact of external factors on the directional gyro theodolite accuracy . Therefore, this article discusses the issues related to directional accuracy of the theodolite . This thesis is as follows : First, for the specific structure of the gyro theodolite and gyro theodolite works to make the theoretical analysis . Elaborated on the structure and function of the gyroscopes and orientation principle .Second, under the theoretical guidance , described in detail several specific methods of measurement . Gyro theodolite tracking and not tracking the two situations specific to the data acquisition and processing , respectively . For example, in the state does not track the transit method, difference method , and three-point method of theoretical analysis and practical .Finally, the theoretical analysis of the two methods of work of the transit law and reverse the point method . Directional accuracy and error analysis of the specific areas of analysis, to draw more suitable for data acquisition applications , there is theso-called methods of observation .Keywords: Theodolite , the structure and function , directional principle , observation method , error analysis目录目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (II)第一章绪论................................................................................................................................ - 1 -1.1本课题研究的背景及意义........................................................................................... - 1 -1.2陀螺经纬仪精密定向的研究现状及发展趋势........................................................... - 2 - 第二章陀螺经纬仪的构成........................................................................................................ - 4 -2.1陀螺经纬仪的分类....................................................................................................... - 4 -2.2 陀螺经纬仪结构组成.................................................................................................. - 4 -2.2.1 灵敏部.............................................................................................................. - 5 -2.2.2 光学观测系统.................................................................................................. - 5 -2.2.3 紧锁限幅结构.................................................................................................. - 7 -2.2.4 机体外壳.......................................................................................................... - 7 - 第三章陀螺经纬仪精密定向原理............................................................................................ - 8 -3.1 陀螺仪简介.................................................................................................................. - 8 -3.1.1 陀螺仪的基本特征（陀螺仪的进动性和定轴性）...................................... - 8 -3.1.2 陀螺仪转动的微分方程................................................................................ - 10 -3.1.3 摆式陀螺仪的运动方程................................................................................ - 10 -3.2 陀螺经纬仪定向观测方程........................................................................................ - 13 -3.2.1 陀螺轴的自由摆动方程................................................................................ - 14 -3.2.2 跟踪状态下陀螺轴的摆动方程.................................................................... - 15 -3.2.3 经纬仪照准部固定状态下陀螺轴的摆动方程............................................ - 16 - 第四章陀螺经纬仪定向实验.................................................................................................. - 19 -4.1逆转点法数据获取及数据处理方法......................................................................... - 19 -4.1.1逆转点法数据获取（陀螺经纬仪的操作步骤）......................................... - 19 -4.1.2 逆转点法数据处理方法................................................................................ - 20 -4.2 中天法的数据获取以及数据处理方法.................................................................... - 21 -4.2.1 中天法的数据获取（陀螺经纬仪的操作步骤）........................................ - 21 -4.2.2 中天法数据处理方法.................................................................................... - 22 -4.3 具体数据获取处理.................................................................................................... - 25 -4.4 总结不跟踪式观测的几种简易方案........................................................................ - 30 -4.4.1 中天法............................................................................................................ - 33 -4.4.2 时差法............................................................................................................ - 35 -4.4.3 改化振幅法.................................................................................................... - 36 -4.4.4 三点快速法.................................................................................................... - 37 - 第五章陀螺经纬仪定向方法的精度分析.............................................................................. - 39 -5.1 影响陀螺经纬仪定向精度的各种因素.................................................................... - 39 -5.2 陀螺经纬仪精密定向中误差来源分析................................................................ - 40 - 第六章陀螺经纬仪定向方法对比分析结论.......................................................................... - 41 - 参考文献.................................................................................................................................... - 43 - 致谢及声明................................................................................................................................ - 44 -第一章绪论1.1本课题研究的背景及意义陀螺经纬仪是一种将陀螺仪和经纬仪结合成一体的、并且不依赖其他条件能够测定真北方位的精密物理定向仪器，广泛应用于测绘工作中，特别是矿山、隧道、海洋、森林和军事等隐秘地区的定向测量和快速测量，解决了传统定向方法精度低、工作量大及定向时间长等缺点。
陀螺定向应用
• （4）求算子午线收敛角 • 根据已知边（待定边）的高斯投影平面坐标，在
下表中确定子午线收敛角的系数K，并根据下表 中所列的计算公式，即可算出仪器所设测站点的 子午线收敛角。
• （5）求算待定边的坐标方位角
T 平
子午线收敛角系数K表
2.陀螺定向一测回的作业方法
• （1）测前测线方向值测量 • 在精密定向前测定测线（已知边或待定边）在经
敏度。
• （3）锁紧限幅装置
• 跟踪时限制陀螺灵敏部的摆动幅度； • 不跟踪时顶起并卡住固定陀螺灵敏部，以防止悬
挂带受损。
• （4）磁屏蔽罩
• 陀螺仪外壳的内壁和底部都有磁屏蔽罩，其作用 是防止外界磁场的干扰。
• 2．WILD GAK-1型陀螺经纬仪简介
• WILD GAK-1型陀螺经纬仪是由瑞士WILD厂生产 的带T2经纬仪的陀螺仪，属上架悬挂式陀螺经纬 仪，它由陀螺仪、经纬仪、电源箱和三角架四部
• 仪器常数可在已知精密方位角的测线上测定。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。
• （2）在定向边上测定陀螺方位角，一般测2测回
地球自转角速度ωE分量示意图
• 水平分量ω1表示地平面在空间绕子午线旋转的角 速度，其作用是使地平面的东半部下降，西半部
升起。在地球上的观测者感觉就像太阳和其他星
体的高度变化一样（太阳东升西降）；垂直分量 ω2表示子午面在空间绕铅垂线旋转的角速度，其 作用表示子午线的北端向西移动（太阳逐步向南 移动，正午在正南方）。
陀螺定向测量技术在千米深井的研究与应用
导线边陀螺定向一、意义在煤矿开采过程中，掘进巷道是经常性的工作之一。
巷道实际挖掘方向一般是根据矿井联系测量所提供的井下相邻导线点的平面坐标确定。
由于联系测量有时受制于施测条件，或者由于煤矿井下巷道变形等影响，常使得井下导线点位置不够精确或者发生移动，所以在巷道掘进到一定距离后需要对巷道的方位进行重新标定。
陀螺定向是以陀螺经纬仪为观测仪器，利用陀螺指北原理，通过观测、计算获得导线边方位的一种方法。
该方法主要优势是能在不知道导线边两端点坐标的情况下得到该边的坐标方位，即达到定向的目的。
二、使用仪器所用仪器设备：两台瑞士Wild厂的GAK-1，T2陀螺经纬仪，标称精度±20秒。
三、技术依据1、中华人民共和国国家标准《工程测量规范》（GB50026-93）；2、中华人民共和国能源部制定《煤矿测量规程》，煤炭工业出版社，1989年5月；四、采用坐标系统平面坐标系统采用国家1954年坐标系，平面坐标投影为6°带高斯正形投影。
该区中央子午线为117°，属第39带坐标。
五、陀螺定向方法陀螺定向作业流程为：(1)在地面任意点上测定仪器当地的比例常数值。
观测6个测回，计算出3个C值，取平均值做为仪器值，在一定时期内，50km范围内可以使用同一C值。
(2)在地面已知边上观测3个测回，计算仪器常数△。
(3)在井下待定边上用2测回测量陀螺方位角。
(4)返回地面后在原已知边上采用3测回测量陀螺方位角，再求得2个仪器常数△。
以此来检验仪器的稳定性和测量的精度，确保陀螺定向成果的可靠性。
六、陀螺定向的限差要求(1)C值测量互差不大于0.06。
(2)仪器的悬挂带零位不能超过±0.5格，测量前后零位值的互差不得超过0.2格：井上下零位差超过0.3格时，应加入零位改正。
(3)相邻摆动时间的互差不得大于0.4秒，间隔摆动时间的互差不得大于0.6秒。
(4)两个镜位观测测线测前方向值——测后方向值。
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。
陀螺定向方法和精度评定
陀螺逆转点法定向及精度评定摘要隧道或井巷工程测量导线布设的形式因受巷道形状的制约，若单纯采用改变导线布设形式或提高测角次数与精度等方法，往往难以满足工程施工对于测量的精度要求。
陀螺经纬仪是测量井下导线边方位角、提高测量精度的重要仪器。
尤其是在贯通测量中陀螺经纬仪的应用非常广泛。
贯通测量是一项十分重要的测量工作,必须严格按照设计要求进行。
巷道贯通后,其接合处的偏差不能超过一定限度,否则就会给采矿工程带来不利影响,甚至造成很大的损失。
本文对陀螺经纬仪工作原理介绍，以及陀螺经纬仪在贯通测量中的精度评定。
陀螺经纬仪在不同领域的贯通测量工作中运用实例的分析，总结出在贯通测量导线加测陀螺定向边的最佳位置。
关键词：陀螺定向，贯通测量，陀螺经纬仪，精度评定ABSTRACTTunnel or shaft engineering measurement wires for the form of roadway, if simple shape by changing arrangement forms or improve wires and precision Angle measurement methods, and often difficult to satisfy the measurement accuracy for engineering construction. Gyro theodolite is measured in wire edge Angle, improve the measuring precision instruments. Especially in the measurement of the photoelectric theodolite gyro breakthrough is used extensively. Through measurement is a very important measurement work, must strictly according to the design requirements. The roadway expedite, its joint deviation cannot exceed a certain limit, otherwise they will be detrimental to the mining project, and even cause great losses. This paper introduces working principle of gyro theodolite, as well as the breakthrough in the measurement of the gyro theodolite accuracy assess. Gyro theodolite in different fieldsof the measurement of the examples, this paper leads in breakthrough measurement on the edge of the directional gyro adds the best position.Key words: directional gyro; through measurement; gyro theodolite; Accuracy Assessment目录1 绪论 (1)1.1陀螺定向的研究现状 (1)1.2研究陀螺定向的目的 (1)1.3陀螺定向的应用领域及发展趋势 (2)2 陀螺经纬仪定向测量原理与方法 (3)2.1陀螺经纬仪的类型与结构 (3)2.1.1 陀螺经纬仪定向的优点及应用领域 (3)2.1.2 陀螺经纬仪的基本结构 (3)2.1.3 陀螺经纬仪的类型 (4)2.2陀螺经纬仪定向的基本步骤 (5)2.3跟踪逆转点法测定陀螺方位角的作业过程 (7)2.3.1 陀螺仪悬带零位观测 (7)2.3.2 粗略定向 (8)2.3.3 精密定向 (9)3 陀螺定向的误差分析 (13)3.1陀螺定向的误差来源 (13)3.2陀螺定向在贯通测量中的精度评定 (14)3.2.1 陀螺方位角一次测定中误差 (14)3..2.2 一次定向中误差 (14)3.3陀螺定向在贯通测量中导线的平差 (15)3.3.1 具有两条陀螺定向边导线的平差 (15)3.3.2 具有三条陀螺定向边导线的平差 (17)4 陀螺定向在贯通测量中的应用实例分析 (20)4.1陀螺定向在道路贯通测量中的应用实例分析 (20)4.1.1 工程概况 (20)4.1.2 陀螺定向技术 (20)4.1.3 精度评定 (22)4.1.4 工程分析 (23)4.2陀螺定向在矿山贯通测量中的应用实例分析 (24)4.2.1 工程概况 (24)4.2.2 陀螺定向技术 (24)4.2.3 精度评定 (26)4.2.4 工程分析 (27)4.3陀螺定向在水利贯通测量中的应用实例分析 (27)4.3.1项目概况 (27)4.3.2 陀螺定向技术 (28)4.3.3 陀螺定向精度评定 (29)4.3.4 坐标解算及成果对比分析 (30)4.3.5 工程分析 (35)5 结论 (38)参考文献 (39)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
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陀螺逆转点法定向及精度评定摘要隧道或井巷工程测量导线布设的形式因受巷道形状的制约，若单纯采用改变导线布设形式或提高测角次数与精度等方法，往往难以满足工程施工对于测量的精度要求。
陀螺经纬仪是测量井下导线边方位角、提高测量精度的重要仪器。
尤其是在贯通测量中陀螺经纬仪的应用非常广泛。
贯通测量是一项十分重要的测量工作,必须严格按照设计要求进行。
巷道贯通后,其接合处的偏差不能超过一定限度,否则就会给采矿工程带来不利影响,甚至造成很大的损失。
本文对陀螺经纬仪工作原理介绍，以及陀螺经纬仪在贯通测量中的精度评定。
陀螺经纬仪在不同领域的贯通测量工作中运用实例的分析，总结出在贯通测量导线加测陀螺定向边的最佳位置。
关键词：陀螺定向，贯通测量，陀螺经纬仪，精度评定ABSTRACTTunnel or shaft engineering measurement wires for the form of roadway, if simple shape by changing arrangement forms or improve wires and precision Angle measurement methods, and often difficult to satisfy the measurement accuracy for engineering construction. Gyro theodolite is measured in wire edge Angle, improve the measuring precision instruments. Especially in the measurement of the photoelectric theodolite gyro breakthrough is used extensively. Through measurement is a very important measurement work, must strictly according to the design requirements. The roadway expedite, its joint deviation cannot exceed a certain limit, otherwise they will be detrimental to the mining project, and even cause great losses. This paper introduces working principle of gyro theodolite, as well as the breakthrough in the measurement of the gyro theodolite accuracy assess. Gyro theodolite in different fieldsof the measurement of the examples, this paper leads in breakthrough measurement on the edge of the directional gyro adds the best position.Key words: directional gyro; through measurement; gyro theodolite; Accuracy Assessment目录1 绪论 (1)1.1陀螺定向的研究现状 (1)1.2研究陀螺定向的目的 (1)1.3陀螺定向的应用领域及发展趋势 (2)2 陀螺经纬仪定向测量原理与方法 (3)2.1陀螺经纬仪的类型与结构 (3)2.1.1 陀螺经纬仪定向的优点及应用领域 (3)2.1.2 陀螺经纬仪的基本结构 (3)2.1.3 陀螺经纬仪的类型 (4)2.2陀螺经纬仪定向的基本步骤 (5)2.3跟踪逆转点法测定陀螺方位角的作业过程 (7)2.3.1 陀螺仪悬带零位观测 (7)2.3.2 粗略定向 (8)2.3.3 精密定向 (9)3 陀螺定向的误差分析 (13)3.1陀螺定向的误差来源 (13)3.2陀螺定向在贯通测量中的精度评定 (14)3.2.1 陀螺方位角一次测定中误差 (14)3..2.2 一次定向中误差 (14)3.3陀螺定向在贯通测量中导线的平差 (15)3.3.1 具有两条陀螺定向边导线的平差 (15)3.3.2 具有三条陀螺定向边导线的平差 (17)4 陀螺定向在贯通测量中的应用实例分析 (20)4.1陀螺定向在道路贯通测量中的应用实例分析 (20)4.1.1 工程概况 (20)4.1.2 陀螺定向技术 (20)4.1.3 精度评定 (22)4.1.4 工程分析 (23)4.2陀螺定向在矿山贯通测量中的应用实例分析 (24)4.2.1 工程概况 (24)4.2.2 陀螺定向技术 (24)4.2.3 精度评定 (26)4.2.4 工程分析 (27)4.3陀螺定向在水利贯通测量中的应用实例分析 (27)4.3.1项目概况 (27)4.3.2 陀螺定向技术 (28)4.3.3 陀螺定向精度评定 (29)4.3.4 坐标解算及成果对比分析 (30)4.3.5 工程分析 (35)5 结论 (38)参考文献 (39)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 陀螺定向的研究现状陀螺仪可以确定真子午线方向,还可以测出运动物体的偏角、角速度及加速度。
根据陀螺仪的基本原理 ,人们研制成功了许多种陀螺系统。
这些陀螺系统在航海、航空、航天技术领域中被用于对船舶、飞机及航天飞行器进行导航在军事领域中陀螺仪被用做惯性制导系统的核心在地球科学领域中陀螺仪被用来进行大地测及地理纬线的测量在地下工程施工领域。
像地下资源开采、隧道施工人们借助陀螺仪进行定。
随着人们对陀螺仪的认识水平、研究水平及制造水平的提高 ,陀螺仪的应用领域正在得到不断地拓展。
目前陀螺仪及陀螺系统已在许多科学技术领域及产业部门得到广泛的应用。
尤其是在做贯通测量的时候基本都利用陀螺经纬仪进行测量工作。
由于陀螺经纬仪不受时间和环境的先知，它的观测简单方便、效率早，而且能保证较高的精。
由于以前在贯通测量中都运用的是几何定向法非常耗费人力资源，所以现在陀螺定向在测量中的发展如日中天。
尤其是在大型的贯通测量里，利用陀螺定向能确保很高精度，以免出现贯通失误，导致不必要的浪费。
1.2 研究陀螺定向的目的由于陀螺经纬仪主要运用于贯通测量，所以研究陀螺定向在贯通测量中的应用是很有必要的。
陀螺经纬仪系统性能良好,精度高。
它是集光、机、电、算于一体,装调复杂的高技术产品。
它能完全满足各种采矿工程定向测量精度的需要。
按照以测角中误差来划分导线等级,基本控制导线分为7″和15″导线2种。
对于一次启动陀螺定向误差为±7″的仪器,可实施导线起始边定向及附合导线或闭合导线终端的定向测量,也可实施一井或两井井下起始边的定向。
使用陀螺经纬仪能有效减少常规几何定向时耗费大量人力、物力和占用井筒时间,降低成本,提高劳动生产率。
还能控制随着环境的恶劣,井筒深度增加以及矿区的延伸发展,其定向精度的降低,大大提高井下平面控制的精度。
用陀螺定向经纬仪可以为井下每一水平进行定向,控制导线测量方向误差的积累,校核导线测量中测角粗差,实施矿山及地下工程大型巷道贯通的定向。
通过对陀螺定向的应用实例分析，来总结出陀螺边的最佳位置，尽量减小贯通误差。
随着科技的发展,陀螺经纬仪与测距仪配合可以组成全站式定位系统。
可以在矿区进行控制测量,尤其是在矿井内对有些已被移动或破坏的点位以及近井点可直接插点,进行补测、修测或复合,充分显示其优越性。
陀螺经纬仪与GPS 配合,可以组成定位定向坐标体系,扩展水平控制网的测量。
也可对隐蔽地区、待开发地区、困难地区等进行布测与施工。
由于它不受时间和环境的限制,应用越来越广泛。
1.3 陀螺定向的应用领域及发展趋势陀螺定向主要运用于贯通测量。
主要运用于矿山、铁路、公路和水利工程等多方面。
贯通工程 ,特别是大型贯通工程 ,关系到整个工程建设的质量,必须采取有效措施保证贯通工程有足够的测量精度。
贯通工程中 ,从近巷点开始到工作面的测量数据的传递均是采用支导线形式。
支导线终点的横向误差 ,受测角误差和起始方位角误差传递的影响最为明显 ,选择合理的测量方法可大大降低测角误差和起始方位角误差所引起的终点横向误差。
导线中加测陀螺定向边可以减少导线终点的横向误差这已成为定论。
陀螺定向边加在什么位置 ,加几条为宜 ,从而取得最优的成果。
陀螺定向现在得到越来越多的应用，只是现在还处于发展阶段。
在以后陀螺定向将会运用于各行各业。
随着科技的发展,陀螺经纬仪与全站仪配合可以组成全站式定位系统。
可以在矿区进行控制测量,尤其是在矿井内对有些已被移动或破坏的点位以及近井点可直接插点,进行补测、修测或复合,充分显示其优越性。
陀螺经纬仪与 GPS配合,可以组成定位定向坐标体系,扩展水平控制网的测量。
也可对隐蔽地区、待开发地区、困难地区等进行布测与施工。
由于它不受时间和环境的限制,应用越来越广泛。
研究陀螺定向在贯通测量中的应用，可以总结出选择陀螺定向边最佳位置的方法以减小定向误差，提高陀螺定向边的精度。
从而提高贯通精度，避免造成不必要的工程损失。
2 陀螺经纬仪定向测量原理与方法2.1 陀螺经纬仪的类型与结构2.1.1 陀螺经纬仪定向的优点及应用领域陀螺经纬仪是将陀螺仪和经纬仪结合的仪器。
由于它不受时间和环境的限制，同时观测简单方便、效率高，而且能保证较高的定向精度，所以是一种先进的定向仪器。
就矿山而言，它完全可以取代国内矿山测量沿用百年之久的几何定向法，克服了几何定向法要占用井筒而造成停产、耗费大量人力、物力和时间等特点。
陀螺经纬仪在矿山等地下测量工作中可用于：（1）为井下每一水平进行定向。
（2）控制导线测量方向误差的积累。
在导线测量工作中可以在适当地点加测一陀螺方位角，既可发现测量水平角的粗差，有可有效地减少方向误差的积累。
（3）矿山及地下工程大型巷道贯通定向（4）在荫蔽地区，线路、管道、隧道等工程的定向（5）与光电测距仪配套使用，可用极坐标法测设新点和敷设高精度的光电测距——陀螺定向导线2.1.2 陀螺经纬仪的基本结构目前上架悬挂式陀螺经纬仪的型号很多，在国际上比较有代表性的有GAK-1、Gi-C11、TK4等，我国则有JT15、FT90等。
虽然在具体的结构上各有特点，但在总体结构上却基本类似，如图2.1所示。