陀螺定向测量
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
81
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
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。
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。
陀螺全站仪定向测量的引用
陀螺全站仪定向测量的引用
摘要：
一、陀螺全站仪定向测量的基本原理
二、陀螺全站仪定向测量的应用领域
三、陀螺全站仪定向测量的优缺点分析
四、陀螺全站仪定向测量的未来发展趋势
正文：
陀螺全站仪定向测量是一种利用陀螺全站仪进行地面或空间方向测量的方式，它通过计算陀螺仪的角速度和角加速度，从而得出被测物体的方向和位置。
一、陀螺全站仪定向测量的基本原理
陀螺全站仪定向测量的基本原理是利用陀螺仪的稳定性，通过测量地球引力对陀螺仪的影响，计算出陀螺仪的角速度和角加速度。
然后，根据陀螺仪的角速度和角加速度，计算出被测物体的方向和位置。
二、陀螺全站仪定向测量的应用领域
陀螺全站仪定向测量主要应用于地面或空间方向测量，包括地球物理学、地质学、航空航天、军事等多个领域。
例如，在地球物理学中，陀螺全站仪定向测量可以用于地震预测和地壳运动研究；在地质学中，陀螺全站仪定向测量可以用于矿产资源勘探和地质结构研究；在航空航天和军事领域，陀螺全站仪定向测量可以用于飞行器导航和武器系统定位。
三、陀螺全站仪定向测量的优缺点分析
陀螺全站仪定向测量的优点是测量精度高、可靠性好，能够实现快速、准确的方向测量。
但是，陀螺全站仪定向测量也存在一些缺点，例如设备成本高、操作复杂、受环境影响较大等。
四、陀螺全站仪定向测量的未来发展趋势
随着科技的不断发展，陀螺全站仪定向测量技术也在不断进步。
未来的发展趋势主要包括：提高测量精度、扩大应用领域、实现自动化操作和小型化设备等。
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。
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
陀螺定向测量技术规程
陀螺定向测量技术规程你们有没有玩过那种转起来就不会轻易倒下的小陀螺呀？其实呀，在大人们的工作里，也有一种像陀螺一样神奇的东西，不过这个陀螺可不像我们玩的那么简单。
在一些特别的工作里，比如要知道一个地方准确的方向，大人们就会用到陀螺定向测量技术。
这就像是我们在森林里迷路了，需要一个超级准确的指南针一样。
想象一下，有一群探险家要去一个很大很大的山洞里探险。
山洞里弯弯绕绕的，就像一个超级大迷宫。
要是他们不知道准确的方向，那可就惨啦，可能一直在里面打转出不来呢。
这时候呀，陀螺定向测量技术就像一个聪明的小助手。
那这个技术有什么特别的规程呢？就像我们玩游戏得有规则一样。
比如说，在使用这个像大陀螺一样的仪器之前，要把它放在一个特别平稳的地方。
就像我们搭积木的时候，得把最下面的积木放得稳稳当当的，不然整个积木塔就会倒啦。
如果这个陀螺仪器放得不平，那它转起来就不准啦，就像我们歪着身子跑步，肯定跑不快也跑不稳。
再比如说，在测量的时候，周围不能有太多干扰它的东西。
这就好比我们在专心画画的时候，旁边要是有人一直在吵闹，我们就很难画好。
要是有大的机器在旁边轰隆隆地响，或者有很强的磁场干扰，那这个陀螺就会晕头转向，给出来的方向就不对了。
还有哦，操作这个仪器的大人得特别细心。
他们要像照顾小婴儿一样照顾这个仪器。
每次使用之前都要仔细检查，看看有没有哪里坏了或者脏了。
就像我们每天上学之前要检查自己的书包有没有带齐东西一样。
有一次，有个叔叔在使用这个仪器的时候，没有好好检查，结果测量出来的方向就差了好多。
本来要找到宝藏的路，结果因为方向错了，就走到了一个全是泥巴的地方，可狼狈啦。
陀螺定向原理
陀螺定向原理
陀螺定向是一种利用陀螺仪原理实现方向控制的技术。
陀螺仪是一种利用陀螺效应来测量方向的仪器，通过陀螺仪的作用，可以实现飞行器、船舶、导弹等的定向控制。
本文将介绍陀螺定向的原理及其应用。
陀螺效应是指陀螺在运动时会保持自身方向不变的物理现象。
利用这一原理，可以制造出陀螺仪来测量方向。
陀螺仪通常由陀螺转子、支承结构和检测器组成。
当陀螺转子受到外力作用时，会产生陀螺效应，使得陀螺转子的方向保持不变。
检测器可以测量陀螺转子的方向，从而得到所需的方向信息。
在陀螺定向中，陀螺仪通常安装在需要进行定向控制的飞行器或船舶上。
通过测量陀螺仪的输出，可以得到飞行器或船舶的当前方向，从而实现定向控制。
陀螺定向具有响应速度快、精度高的特点，适用于各种复杂的环境下。
陀螺定向的应用非常广泛，其中包括航空航天、船舶、导弹等领域。
在航空航天领域，陀螺定向被广泛应用于飞行器的姿态控制和导航系统中。
在船舶领域，陀螺定向可以帮助船舶实现精准的航行。
在导弹领域，陀螺定向可以帮助导弹实现精确的飞行轨迹。
总的来说，陀螺定向是一种利用陀螺仪原理实现方向控制的技术。
通过测量陀螺仪的输出，可以得到飞行器或船舶的当前方向，从而实现定向控制。
陀螺定向具有响应速度快、精度高的特点，适用于各种复杂的环境下。
在航空航天、船舶、导弹等领域有着广泛的应用前景。
建设工程—盾构隧道陀螺定向测量施工工法工艺
盾构隧道陀螺定向测量工法1.前言盾构法隧道施工技术以独有的安全、快捷等特点优势，对地面交通、建筑物及地下管线影响较小、施工不受气候条件的影响，施工效率高、安全可靠等优点在城市地下轨道交通、水利给、排水工程施工中广泛使用。
在现代城市轨道交通工程建设中，盾构法是修建地铁轨道交通的主要方法之一。
通常盾构隧道为单向掘进，且一次衬砌成型，盾构隧道掘进必须要按照预定的位置准确贯通,所以盾构隧道掘进中的方位控制是保证隧道顺利贯通的前提条件。
在盾构隧道施工中，隧道平面控制网通常采用导线测量方法，但由于隧道洞口一般位于竖井、斜井、地铁车站内。
受施工场地狭小等条件限制，联系测量困难、地下导线起始定向边较短等不利因素造成的地下导线精度较低。
在盾构隧道施工中采用合理的测量方法和必要的测量措施，既能减少偏差，又可保障盾构隧道的贯通精度。
2.工法特点2.0.1在隧道施工导线测量过程中，加测陀螺方位角。
2.0.2通过陀螺仪和全站仪结合，采用陀螺仪本身的物理特性及地球自转的影响寻找真北方向，在地下隧道中测定方位角。
2.0.3采用陀螺定向测量成果，和导线测量成果对比分析，判断导线测量成果的可靠性,降低隧道施工风险，提高隧道贯通精度。
3.适用范围随着我国基础建设的大力发展，有各种断面的隧道开挖。
本工法用于各种盾构隧道施工测量，如：矿山、轨道交通、水利给、排水工程等。
4.工艺原理4.0.1根据确定的隧道定向测量方案，进行导线起始定向边测量。
4.0.2在隧道掘进施工中，洞内导线测量。
4.0.3隧道掘进至预定里程位置时，加测陀螺方位角。
4.0.4根据陀螺定向测定的方位角和导线定向坐标方位角进行对比，通过对比分析，以确保测量成果的可靠性。
5,施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.1・1盾构隧道陀螺定向测量工法流程图5.2操作要点5.2.1定向测量设计根据区间盾构隧道实际长度（隧道长2.3km）、隧道转弯半径（曲线半径为450m）、线路走向等参数，隧道内布设两条支导线，布设导线点18个（单条导线），圆曲线段平均边长110米，其余位置平均边长150米。
实验九 陀螺经纬仪的认识与定向测量
实验九、陀螺经纬仪的认识与定向测量
1、实验目的
陀螺仪是一种将陀螺仪和经纬仪结合在一起的仪器。
通过实验了解和掌握陀螺仪的构造、测量原理和应用。
2、性质：实践性教学环节。
3、要求：掌握陀螺经纬仪的观测步骤、方法；变形测量等级；每小组成员合作完成沉降监测、每人独立计算成果；监测网稳定性分析利用其他时间完成（见附题）。
4、时间：课堂2个学时，室外实习2个学时。
其中老师辅导性讲解、学生实际操作2个学时。
5、实习小组与地点：学生4～5人一个小组，对花园学校某高层建筑物如综合实验楼、图书馆、教学楼等上布置的沉降点进行沉降观测。
6、实习内容：根据下沉广场某点作为测站，周围附近某一知为待定方向点，进行两期沉降观测。
周期间隔可为两周或根据本课程进度安排。
两期观测完毕进行沉降值推算并填入监测点沉降表格，进行沉降分析。
7、每组工具：精密陀螺仪1台；电脑1台（GIS机房）。
8、实习步骤
（1）外业观测－对某建筑物的沉降观测；
（2）高差、高程以及沉降值的推算；
（3）图表表示与变形分析。
陀螺全站仪定向测量的引用
陀螺全站仪定向测量的引用
摘要：
1.陀螺全站仪的定义及特点
2.陀螺全站仪的定向测量方法
3.陀螺全站仪在实际应用中的优势
4.陀螺全站仪面临的问题及解决方案
5.陀螺全站仪的未来发展方向
正文：
一、陀螺全站仪的定义及特点
陀螺全站仪是一种集光、机、电、计算机技术于一体的高精度测量仪器，能够快速、精确地测定物体的空间位置和姿态。
陀螺全站仪具有高精度、高稳定性、操作简便等特点，广泛应用于地理测绘、工程测量、建筑施工等领域。
二、陀螺全站仪的定向测量方法
陀螺全站仪的定向测量主要包括两个步骤：首先是利用陀螺仪的稳定性确定测量仪器的初始方位角；其次是通过连续跟踪测量目标物体的方位角变化，从而获取测量目标物体的精确位置。
三、陀螺全站仪在实际应用中的优势
陀螺全站仪在实际应用中具有以下优势：
1.高精度：陀螺全站仪采用陀螺仪作为稳定基准，能够在较长时间内保持较高的测量精度。
2.高效率：陀螺全站仪能够连续跟踪测量目标物体的方位角变化，大大提高了测量效率。
3.适用范围广：陀螺全站仪不受地形、气候等条件限制，可广泛应用于各种测量场景。
四、陀螺全站仪面临的问题及解决方案
陀螺全站仪在实际应用中也存在一些问题，如陀螺仪的漂移、测量误差等。
为解决这些问题，研究人员采取了一系列措施，如采用抗差估计理论进行数据处理、提高陀螺仪的灵敏度等。
五、陀螺全站仪的未来发展方向
随着科技的不断发展，陀螺全站仪在未来将朝着更高精度、更智能化的方向发展。
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。
陀螺定向测量在轨道交通土建施工阶段的应用
陀螺定向测量在轨道交通土建施工阶段的应用摘要：近年随着来城市轨道交通的迅猛发展，目前已有超过38个城市开展了城市轨道交通的建设。
在地铁施工阶段，为保证地铁周边道路畅通，大部分站间隧道均采用暗挖或盾构法的施工工艺，传统的测量控制均以联系测量+支导线的形式进行隧道内的方位传递，随着线路长度的增加将导致误差的积累，影响着隧道贯通精度，更严重的可能造成线路偏位。
因此，对于长、大隧道采用其他测量手段进行复核已十分必要。
关键词：道路畅通；陀螺；交通一、陀螺定向测量陀螺定向测量（gyrostatic orientation survey）是用陀螺经纬仪（全站仪）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，最终推算待定边坐标方位角的过程。
陀螺仪具有两个基本特性：1、定轴性，2、进动性。
在轨道交通土建阶段主要应用其两个基本特性进行方位的精确定向。
主要测量原理如下：设C、D待测点，在C点安置仪器测得真北方向在水平度盘的读数N，D方向在水平度盘上的读数N1，则可求得CD边的真北方位角ACD=N1-N。
因CD边坐标方位角TCD =ACD-RΦ，且RΦ=（RΦ：C处的子午线收敛角，：C点横坐标，为C点纬度）。
在轨道交通外业生产过程中按地面已知边→地下定向边→地面已知边的顺序进行。
即：（1）在地面控制边进行多测回定向测量，标定仪器常数；（2）在地下待测边各进行多测回定向测量；（3）以地面控制边进行多测回定向测量，检验仪器的稳定性和精度并最终确定仪器常数。
外业测量需满足如下指标要求：（1）测回间陀螺方位角较差应小于20″。
（2）两次地面控制边测量结果均值之差不得大于12″。
（3）测前、测后各三测回测定的陀螺全站仪常数平均值较差不应大于15″。
二、数据处理外业测量结束后数据处理按如下方法进行：（1）地面标定仪器常数计算公式式中：为仪器常数；为地面已知边坐标方位角；上为地面已知边陀螺测量定向方位角。
根据地面控制点已知坐标计算得到地面已知边坐标方位角，再由地面两次陀螺定向结果求平均，得到仪器常数。
陀螺定向方法和精度评定解析
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。
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。
简述陀螺全站仪定向的作业步骤
简述陀螺全站仪定向的作业步骤
陀螺全站仪定向作业，是指根据测量前规定高程进行陀螺仪的姿态检测和卫星定位基线求值、安装观测置点位置和总站中心点位置，以及安装总站基准点的坐标计算的技术方法，它是野外测量的重要工作之一。
首先，在开展陀螺全站仪定向作业之前，需要完成测量预备、现场大地线路设计、杆塔的拆除及整理、太阳观测文件的编制、测量段及中间点位置的计算、站点位置的精确计算、总站基准点的安装和精密定位和定向等。
紧接着，实施陀螺仪定向作业时，需要注意安装好置点，按照预定的上下孔精度进行安装，并进行第一项仪器定向作业，定向时需要观察和控制，陀螺仪定向点位置中心点和底座上的围墙，使其符合垂直性、水平性和keep-in要求。
接下来，完成置点定向后，开始进行定向后的总站中心的定位：连接安装好的总站，在第一项仪器定向结束后，采用第二台仪器重新定向置点，然后在置点上安装高程杆、高程视头及高程点的标记等，以便对总站基准点的位置进行定义。
最后，对总站基准点的位置进行定位时，注意仪器安装以及位置角值、仪器距离等方面的观测，确定仪器的控制点位置，将其作为定位时确定的基线起点，经过定位、距离和方位测量，求得高程定位的总站基准点的位置坐标。
以上，就是陀螺全站仪定向作业的步骤，从标准高程到总站中心点位置，经过精确定位及数据矫正，可以将测量结果安全准确带入高程闭合网络大地测量中，有效提升成果精度。
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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。
(观测6个测回)计算出3个C 值，取平均值做为当地仪器常数C值，在一定时期内，50Km范围内可以使用同一C值。
3.2 在地面已知边上测陀螺方位角;
3.3 在井下待定边上测陀螺方位角;
3.4 返回地面后在原已知边上测量陀螺方位角;
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。
4、坐标传递、高程导入方法:
4.1 坐标传递采用全站仪测量，钢丝单重摆动投点;钢丝将井上坐标投传到井下。
要求投点过程中井上下同步观测2个测回。
4.2 高程导入采用全站仪将井上高程传递到井口上，再用全站仪直接测量井深，将井底高程测算到井下控制点上。
5、井上下联系测量及高程传递
5.1 作业设备
5.2 坐标传递，全站仪测角精度为2"，测距精度为2mm+2PPm。
投点设备主要有以下设备:
大垂球、钢丝、手摇绞车、小垂球、稳定液、信号圈。
5.3 坐标传递、高程导入操作方法:
5.3.1、坐标传递采用全站仪测量，钢丝单重摆动投点;钢丝将井上坐标投传到井下
5.3.2、钢丝投点，包括钢丝下放和自由悬挂的检查。
5.3.3、井上下连接测量
钢丝投放工作完成之后，立即进行井上下的连接测量，在地面用近井点实测钢丝的坐标及井口标高，同时在井下架设全站仪，实测钢丝与井下固定点的连接角及距离。
5.3.4、井下测站到钢丝距离采用全站仪无棱镜测定法进行测量。
5.3.5、至此本次连接测量完成，根据井下陀螺定向方位角推算井下各控制点坐标。
5.3.6、高程导入采用全站仪将井上高程传递到井口上，再用全站仪直接测量井深，将井底高程测算到井下控制点。