陀螺全站仪定向精度评定和在工程中应用
GPS定位陀螺定向全站仪测量在大型贯通工程中的联合应用
差不大于 ４ ｍ 取 其平 均值作为最终丈量结果 ｍ ， 三角高程测量 往返进 行。 相邻两点往返测高差 的互查不 大于 １ ＋ ． （ 为导线水平边长 ） ０ ０ ＬＩ ３ ． 取往返高差的平均值 做为一 次测量 的最终值 ３贯 通 精 度 的 评 定 ．
该 巷道根据 服务 年限 ， 贯通 长度和用途 ， 《 矿测量规程 》 按 煤 规定 在水平方 向上的允许误差应 小于± ．ｍ．在高程 方向上的允许误差应 ０５ 小 于 ± ．ｍ。 根 据 测 量精 度 和贯 通 误 差 预 计 水 平 重 要 方 向上 ± ． ９ Ｏ３ ０４ ｍ． ４ 高程方向为± ．４ ｍ。 Ｏ１７ 三水平瓦斯专用回风下 山贯通后 ． 经过实际闭合
◇ 能源科技◇
科技 罾向导
２１ 年第２ 期 ０１ ７
ＧＰ Ｓ定位 陀螺定 向 全 站仪测 量 在大 型贯通工程 中的联 合应用
王胜 利 沈 浩洋 （ 顶 山天 安 煤 业 股 份 有 限 公 司 ＋ 矿 河 南 平
【 摘 平顶 山 ４７０） ６ ０ ０ 要】 本文介绍 了在大型两井贯通工程 中通过 Ｇ Ｓ Ｐ 定位 、 陀螺定向、 全站仪测量技术 的联合 应用 ， 高了贯通测量精度 ， 提 保证 了大型贯
高 程传 递 ． 加 入 温度 、 力 和 钢 丝 自重 改 正数 。独 立 进 行 三 次 导入 高 并 拉 程． 三次导入高程的互差不得大于井筒深度 的 １ ０ ０ ／ ０ 。最后 ， 三次导 煤矿生产中的应用前 景将 十分 广泛 。 ８ 取
３１ ７
和水准基点为 钢筋混凝土标 石 ．井下 的陀螺定 向点为锚 杆式钢筋铁 柱 ． 设 在 稳 定 的 白 砂 岩 中 埋
２２井上 下 联 系 测量 ．
４结 束 语 ．
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。
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。
陀螺全站仪在井巷工程中的应用
陀螺全站仪在井巷工程中的应用陀螺全站仪是采用陀螺仪与电子全站仪有效结合，实现陀螺手动下放托起、手动跟踪测量数据和陀螺方位角自动处理的测量过程，可以较快地完成陀螺方位角的测定，利用陀螺全站仪在井下精密导线测量中加测陀螺定向边，更能减少测量误差累积。
标签：陀螺定向；测角误差；精度评定基于上架式陀螺仪架设在全站仪上，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，所以它是一种先进的定向仪器，用于矿山井下工程的定向测量。
1 测角误差分析由于多种原因，任何测量结果中都不可避免的会含有误差。
井下巷道测量时巷道风量较大、巷道底板基本为废渣会影响仪器的稳定；独头巷道内温度较高会影响空气的剧烈波动从而引起物像的模糊甚至跳动增加观测误差；巷道内空气粉尘较大和光线较暗会影响照准的精度和读数等等。
这些因素都会在不同程度上影响测角的精度，在井下测量中要想完全避免这些影响是不可能的。
测角误差会随着测站的增加，角度误差也会相应累积，为了减少误差就须相应的加测陀螺定向边。
通过实践证明，只能通过加测陀螺定向边来减少各种测角误差对测量的影响。
2 工程简介某矿山大贾庄进风井-475水平后期工程要求贯通误差不超过0.3m，基于后期800米工程为直巷道，所以在弯道起始处加测陀螺定向边，进行方位纠偏，消除累积误差造成的影响。
本次陀螺定向选用定向精度为±20″级的索佳陀螺全站仪进行监测。
3 陀螺定向3.1 定向方法选择索佳GP1X陀螺全站仪提供了逆转点跟踪测量法和中天测量法两种可用于真北方向测定的模式。
本次测量采用逆转点测量方法进行陀螺定向。
逆转点跟踪测量法可以用两个逆转点来快速取得近似真北方向。
当仪器初始照准方向位于近似真北方向±2°范围内时，逆转点跟踪测量法可以通过测量3个或更多逆转点来以±20″的精度确定出真北方向。
3.2 观测程序陀螺定向采用2-2-2的观测次序进行，即：在地面已知边“N7-2->N7-3”上采用两测回测量陀螺方位角，求得两个仪器常数；在井下定向边“DJ5->DJ6”上用两测回测量陀螺方位角；返回地面后，在原已知边“N7-2->N7-3”上再用两测回测量陀螺方位角，再求得两个仪器常数。
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。
陀螺全站仪在地铁盾构测量中的应用
陀螺全站仪在地铁盾构测量中的应用摘要：近些年来随着城市化进程加快，地下轨道交通工程正如火如荼地进行，如何保证隧道能够顺利贯通成为地铁精密测量至关重要的一个环节。
传统的测量方式是通过地面上下做联系测量，通过支导线的方式向隧道掘进方向进行传递，然而随着隧道长度的增加，点位的精度会逐渐减弱，影响隧道的精确贯通。
陀螺仪定向精度不受距离和时间的影响，弥补了传统导线测量的不足。
基于此，对陀螺全站仪在地铁盾构测量中的应用进行研究，以供参考。
关键词：地铁盾构隧道;导线测量;陀螺全站仪;方位精度引言陀螺全站仪是一种将陀螺仪与全站仪相结合的定向仪器,并使用陀螺动力学原理。
广泛应用于军事、采矿、地铁、山区隧道等定向测量领域。
陀螺仪具有恒轴和流动性的两个基本特征,陀螺仪首先用陀螺仪确定经络的方向,然后用站测量定向侧和经络之间的角度,以获得地面或地下任何一侧的大局部角度。
与传统的测量仪器相比,操作更加简单、高效、高效。
陀螺仪的定向精度和稳定性取决于仪器制造过程、观测误差、环境条件和其他方面。
1高精度陀螺全站仪的基本作业流程使用高精度陀螺仪测量地下方位时,应严格遵守测量规范的有关要求,在地面已知侧面进行初步测量,然后在地下方向侧进行测量序列。
同时,为了保证测量的准确性,地下边方位角测量完成后,需要重新测量地面已知边方位角。
2定向原理陀螺仪在陀螺仪中围绕其对称轴高速旋转,具有两个重要特征:(1)固定轴。
也就是说,在没有外力矩的情况下,旋转轴的方向总是指向原来的恒定方向。
(2)活跃性。
也就是说,在外力矩作用下,转子旋转轴通过最短的外力矩沿旋转轴向前移动到铅垂直平面,直到2轴位于铅垂直平面上。
当陀螺仪高速旋转时,它的旋转轴不在地球上真正的子午线的垂直平面上,陀螺的旋转轴在地球旋转的瞬间作用下,接近于真正的子午线的垂直平面和地球的旋转轴,因此陀螺的轴可以自动指示真正的北向。
高速旋转的自由陀螺仪轴在惯性的作用下不会在真正的北方向停止,而是在真正的北方向上向右和向右摆动。
陀螺全站仪在地铁盾构测量中的应用
陀螺全站仪在地铁盾构测量中的应用摘要：天津地铁8号线沂山路站~长泰河东站区间。
迄今为止,已有多个国内盾构项目使用整体体始发技术。
盾构整体始发在多个项目中得到应用,也遇到了一些新的问题,随之出现了一些新的解决措施。
关键词：地铁盾构隧道;导线测量;陀螺全站仪;方位精度引言近些年来随着城市化进程加快，地下轨道交通工程正如火如荼地进行，如何保证隧道能够顺利贯通成为地铁精密测量至关重要的一个环节。
传统的测量方式是通过地面上下做联系测量，通过支导线的方式向隧道掘进方向进行传递，然而随着隧道长度的增加，点位的精度会逐渐减弱，影响隧道的精确贯通。
陀螺仪定向精度不受距离和时间的影响，弥补了传统导线测量的不足。
本文介绍了陀螺全站仪的工作原理以及使用方法，通过地面精密控制网对陀螺全站仪的精度进行验证，结合实际工程案例，总结了一套成熟的外业观测和内业计算方法，成功运用在地铁盾构测量中。
1准备阶段监理控制要点1.1工程概况天津地铁8号线沂山路站~长泰河东站区间。
左线隧道设计起讫里程为左DK32+544.623~DK33+212.332，隧道全长666.008米，短链长1.701m;右线隧道设计起讫里程为DK32+544.623~DK33+184.405，隧道全长639.782米，隧道出沂山路站后以半径800m曲线向南偏转，沿泗水道向北敷设，临近中水北方勘测设计研究有限公司后以半径550m曲线向北偏转，临近长泰河附近左线以半径1500m曲线向南偏转,右线以半径1200m向南偏转，到达长泰河东站。
隧道有R=800m、R= 550m、R=1200m、R=1500m的平面曲线半径各一处，区间线间距12.92m~15.7m，隧道纵断面呈V形坡。
左线线路出沂山路站后以64.5m长2‰、230m长25‰下坡段、288.2990m长21.877‰、54.4m长2‰上坡段到达长泰河东站;右线线路出沂山路站后以64.5m长2‰、230m长25‰下坡段、290m长21.748‰、54.4m长2‰上坡段到达长泰河东站。
陀螺仪在隧道测量中的应用
陀螺全站仪在隧道测量中的应用摘要：本文以某特长盾构法隧道为例，讲述了一种利用高速回转体的内置陀螺进行真北方向的准确定位的高精度全站仪在隧道定向测量中的应用。
并讨论了如何利用陀螺全站仪提高超长隧道测量定向精度问题。
关键词：陀螺全站仪定向隧道测量导线精度隧道内导线由于受条件的限制其图形强度较弱，随着隧道掘进的距离越长，其点位的精度越差，特别是当城市地铁建设中的联系测量受到外界环境的影响越来越大,在洞内引测方位角的条件受到极大限制, 洞内定向的精度很难保证。
而将自动陀螺仪系统使用到地铁和隧道工程中, 就极大地提高了地铁隧道联系测量的精度, 确保了本隧道的准确贯通。
特别针对特长隧道的贯通，由于距离长，横向偏差大特点，故在引测地下导线过程中采用高精度陀螺全站仪加测导线边的陀螺方位角来提高隧道内导线的精度，减小贯通误差。
观测采用高精度陀螺全站仪，采用跟踪逆转点法连续测量八组逆转点，各组中值限定在±5″内，然后取平均值。
平差采用严密平差计算各角的改正数，以提高传递方位角的精度。
同时，拟在隧道两侧布置控制点构成闭合导线环，增加多余观测，然后进行平差，以提高观测成果精度和观测成果的可靠性。
本文主要研究陀螺仪与常规导线网的关系，陀螺仪的使用对导线精度的影响以及在实际应用中如何根据测量限差来设置陀螺观测。
1 陀螺全站仪方位测定原理与计算寻北有多种方法，目前主要有四种：磁北法、天文观测法、陀螺仪和加速度计寻北法。
磁北法受地球磁偏角和磁偏角随时间变化的影响以及周围铁磁物质的影响，精度不易提高，只能粗略定向。
天文观测法寻北是通过光学仪器观察天体而完成定向的，其定向精度很高，但是通常它需要较长的作业时间，还完全受气候条件的限制，不便于野外机动使用。
陀螺和加速度计寻北都是惯性技术的产物，是根据惯性元件敏感地球的自转运动而实现定北的，地球的自转角速度水平分量就是地理正北方向，其主要特点是：定向精度较高，测量时间短，不受气候条件限制(可以全天候工作)，在任何时间和地点(高纬度地区除外)都可以自主测量，而且操作简便，易于实现自动定向和机动使用。
磁悬浮陀螺全站仪在高速铁路隧道定向测量中的应用
磁悬浮陀螺全站仪在高速铁路隧道定向测量中的应用王忠义【摘要】广深港高速铁路,对于改善深港交通状态、促进地区繁荣具有重要意义.针对广深港高速铁路地下隧道工程贯通距离长、精度要求高等特点,先后在广深港狮子洋隧道、益田路隧道及深港隧道等采用GAT精密磁悬浮陀螺全站仪对测量导线进行检核、修正,取得了良好的定向测量和贯通效果.简述了GAT精密磁悬浮陀螺全站仪原理和技术优势,以深港隧道皇岗公园竖井至米埔竖井段为例,总结了该仪器外业操作、数据采集、成果计算、精度评定等方法要点,分析了数据质量、可靠性指标、作业效率及仪器常数稳定性,给出了GAT磁悬浮陀螺全站仪仪器常数测定中误差为±2.6”、隧道导线边定向中误差为±2.3”,总体定向精度优于3.5”.应用结果表明:GAT精密磁悬浮陀螺全站仪精度高、操作方便、实用性强、稳定性好,应用于高速铁路隧道定向测量(特别是困难条件下竖井间定向测量)能够确保高速铁路隧道的高精度贯通.【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P18-20,46)【关键词】铁路隧道;磁悬浮陀螺全站仪;定向测量;贯通精度【作者】王忠义【作者单位】中铁十五局集团有限公司河南洛阳471013【正文语种】中文【中图分类】TH76;U4551 引言深港隧道全长5 363.62 m，其中皇岗公园竖井至米埔竖井间贯通长度3 707.62 m。
由于皇岗公园竖井平面尺寸小(32.6 m×14.6 m)，深度大(42 m)，要保证皇岗公园竖井与米埔竖井间的正确贯通，经中港双方商定，施工期间选择合适的导线边进行高精度陀螺仪定向，作为控制皇岗公园竖井至米埔竖井之间贯通的起始边。
为提高贯通精度和定向速度，经过多方比对，决定采用长安大学测绘与空间信息研究所与中国航天集团联合研制的GAT高精度磁悬浮陀螺全站仪进行该工程的地下陀螺定向工作。
2 磁悬浮陀螺全站仪原理及技术优势GAT磁悬浮陀螺全站仪是将磁悬浮陀螺与全站仪通过软硬件高度集成，依托自主研发的环境测评、数据滤波及工程定向系统，实现复杂环境下高精度陀螺定向的精密测量仪器。
陀螺全站仪在大连地铁联系测量中的应用
陀螺全站仪在大连地铁联系测量中的应用摘要：本文介绍陀螺全站仪在地铁竖井联系测量中的应用。
简述井上下连接测量、陀螺全站仪定向的方法，分析陀螺定向的精度，讨论定向方法的优缺点。
实践表明:利用陀螺全站仪进行竖井联系测量, 克服了几何定向精度低、占用井筒时间长等缺点, 提高了井下测量数据精度, 为地铁安全生产工作提供了保证。
关键词：陀螺全站仪；联系测量；定向1引言大连地铁是大连市城市地下铁路的统称，大连市地铁1、2号线于2009年7月25日正式开工建设。
为了满足地铁施工竖井建设安全生产的需要，需要进行联系测量。
通过竖井进行联系测量，将地面控制点的方向、坐标和高程精确地传递到地下竖井底部，使地面和地下的控制纳入到同一基准中，为地下控制测量提供依据（图1）。
竖井联系测量包括定向测量和高程传递。
目前我国竖井定向有几何定向法和陀螺定向法。
几何定向法费时费力，占用井筒时间过长，影响施工或者生产。
陀螺定向法占用井筒的时间短，作业简单，有利于提高定向精度和效率。
其广泛应用已经成为一种趋势。
在现有陀螺定向实践中，常常采用陀螺经纬仪定向。
本文采用新型陀螺全站仪对大连地铁212标段进行施工竖井定向，电子测角、电子测距、电子计算，能自动显示和存储测量结果，方便与外围设备交换信息, 自动化程度更高，不失为一种有益的探索和尝试。
图1通过施工竖井传递坐标及陀螺仪进行隧道定向2 使用仪器本次作业使用仪器有：SOKKIA GP3130R陀螺全站仪（一次定向精度优于20″）及其配套专用转镜。
3 陀螺定向方法陀螺全站仪测定陀螺北有两种测量模式：3.1.逆转点跟踪测量模式：顺时针或逆时针旋转全站仪使陀螺仪目镜视场内的测标尽可能接近零分划线，当测标抵达逆转点时，按下全站仪键盘或遥控键盘按键读取并储存水平角值，在读取了三个或三个以上逆转点数据后便可自动进行陀螺北的计算。
3.2.中天测量模式：用逆转点跟踪测量模式观测两个逆转点、或者借助管式罗盘等其他方法近似测定真北，使其误差在±20′以内，然后将全站仪望远镜站准真北方向并固紧水平制动螺旋，每当测标与零分划重合时按下键盘按键读取逆转点摆幅，这一简单过程一旦完成全站仪便可自动计算出陀螺北方向。
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，该方式通过计算陀螺仪的角速度和角度，从而得出目标的方向和位置。
一、陀螺全站仪定向测量的基本原理
陀螺全站仪是一种利用陀螺仪进行测量的仪器，它通过陀螺仪的旋转来测量地球自转和目标的方向。
陀螺全站仪定向测量的基本原理是利用陀螺仪的稳定性和精确性，通过计算陀螺仪的角速度和角度，从而得出目标的方向和位置。
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测量和空间测量。
在地面测量中，陀螺全站仪可以用于测量地形、地貌、地下资源等方面；在空间测量中，陀螺全站仪可以用于测量卫星、行星、星系等天体的位置和运动。
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在于其高精度和高稳定性，可以满足高精度测量的需求。
同时，陀螺全站仪定向测量不需要依赖外界的参考物，因此可以适
用于各种环境。
但是，陀螺全站仪定向测量的缺点在于其成本较高，维护难度较大，因此使用范围受到了一定的限制。
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和进步，陀螺全站仪定向测量技术的应用领域将会越来越广泛。
未来，陀螺全站仪定向测量技术将会向低成本、高精度、高可靠性的方向发展，以满足更广泛的应用需求。
矿山贯通定向测量中陀螺全站仪的应用
＝ ２×１ ０ ÷（ ｘ５ ０ Ｘ１ ０ ）
＝ ±２． ８ ３
灵 敏部 摆动 平 衡 位 置 的 变 动 误 差 ， 主 要 受 以下 几 方 面 的影 响 ： 角 动量 的变 化 ， 内部 温 度 的变 化 引起 的悬 挂带 由于温度上升所造成 的导线变形等 因素 ， 会导致 平 衡位 置 的变 化 。灵 敏 部 摆 平 衡 位 置 最 大 中误 差 为 ±１ ２ ， 由 ５个扭 转 观 测点 的三 个 摆 动 计 数值 来计 算 平 均值 ， 得到平衡位置变动误差 。 １ ． ５外界 环境 条件 的影 响 外界 环 境 条 件 ， 主要 是 受 风 流 、 气 温 及 震 动 等 影 响， 这 些条 件 的 影 响情 况 复 杂 ， 存在很 多不确定性 ， 无 法精 确测 定 ， 一般工 程上 取 ｍ＝ ± ７ ” 。 １ ． ６陀螺方位 角一 次测定 中误 差 依据 以上误 差 理 论 分 析 ， 测 线 陀 螺 方 位 角 一 次 测 定 中误差 为 ：
２ ． ２陀 螺 定 向过 程
１ ． ２ Ｙ ／ Ｊ Ｔ Ｄ一 ２陀螺仪与 Ｔ Ｋ Ｓ一 ２ ０ ２型全站仪为 固 定 连接 ， 每 次定 向无 须拆 装 ， 这 项误 差可 忽 略不计 。 １ ． ３悬挂 带 零位 变动误 差 悬 挂带 零 位 变 动 误 差 是 由悬 挂 带 悬 挂 扭 力 产 生 的， 实 际观 测 中可采 用跟 踪 的方法 予 以消除 。 悬 挂带 机械 性 能 的 优 劣 ， 陀螺 仪 使 用 中局 部 温 升 和 摆动 机械 锁 定 系统 以及 其 他 的一 些 因 素 ， 都 会 导 致 零 位变 动 。Ｙ ／ Ｊ Ｔ Ｄ一 ２陀螺 仪 的测 量 结果 显 示 ， 悬 挂 带 零 位变 动 中误差 ± ４ 。
陀螺全站仪在城市轨道交通工程测量中的应用
陀螺全站仪在城市轨道交通工程测量中的应用摘要：本文分析了城市轨道交通项目测量方面陀螺全站仪的运用，简述了陀螺全站仪基本原理，验证了陀螺全站仪符合城市轨道交通项目测量标准，能够科学检核地铁轨道中导线方位角稳定性。
关键词：轨道交通；项目测量；陀螺全站仪随着城市的日益进步以及人口的不断增加，城市轨道交通显得尤为关键，特别是城市地铁轨道交通由于客运量多、运行快速、不占地表空间等，已是大量城市改善交通拥堵的首选。
地铁隧道中常用导线检测构建平面控制网，但受制于隧道空间，导线采用直伸型，伴随隧道的挖掘，因检核条件不足，下降了导线精度，积累了许多偏差。
陀螺全站仪是物理定向，免受几何定向投向偏差干扰，所以能够检核和修正洞中导线，由此提升控制网精度。
若贯通导线较长，在合适地方增加陀螺定向边以检测导线，能够防止导线偏差积累，大幅度提升隧道贯通精度。
1、陀螺全站仪基本原理与运算1.1基本原理陀螺仪内绕于对称轴迅速转动的陀螺包含两个关键性质：①定轴性。
指无外力矩影响下，陀螺转轴一直指着初始固定方向。
②进动性。
指受外力矩影响下，陀螺转轴出现进动，顺最短路程朝外力矩的转动轴所处铅垂面靠近，直至两轴处在同个铅垂面即止。
若陀螺仪陀螺快速转动，且转轴未在地表真子午线铅垂面中时，陀螺转轴受到地球自转力矩影响出现进动，朝真子午线与地球自转轴所处铅垂面靠拢，所以陀螺转轴能够智能指定真北方向[1]。
迅速转动的自由陀螺转轴受惯性影响不会停在真北方位，会在真北方位两边摇摆。
1.2设备常数因陀螺仪有制造公差，因此陀螺仪轴的固定部位一般不和地理子午线重叠，两者的夹角就是设备常数（△）。
若陀螺仪子午线处在地理子午线东侧，△代表正；相反，则代表负。
△能够按照已知控制点方向角直接测出，二者关系见图1所示。
图1 陀螺仪定向基本原理图2、城市轨道交通项目测量方面陀螺全站仪的运用某城市轨道交通R3线二期项目某标段地底区间陀螺定向操作为例展开研究。
该区间总厂3.473km，采取盾构法操作，线距离11-14米，该项目平面控制网采取单独坐标轴，某标段隧道中控制网分布全导线网。
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。
深井多中段定向中全站式陀螺仪的应用及精度分析
ｍｕ ｈｉ ｐ ｌ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｉ ｎ ｄ ｅ ｅ ｐ ｗｅ ｌ １ ． Ａｎｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈｉ ｇ ｈ— ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ・
Ｇｕ ｏ Ｘｕ ｅ ｊ ｕ ｎ
（ Ｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｂ ａ ｙ ａ ｎ ｎ ａ ｏ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ．Ｂ ａ ｙ ａ ｎ ｎ ａ ｏ ｅ ｒ ０ １ ５ ０ ０ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｃ ｏ ｍｂｉ ｎｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎｅ ｏ ｕ ｓ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｉ ｎ ｄ ｅ ｅ ｐ
的精 度要 求 。地 球 上 除 两极 和 高 纬度 （ ７ ５ 。 以上 ） 地 区外 ， 均 可测 定 地 面 或井 下 任 一 测 站 的 真 子 午 线 位 置 和任 意测 线 的大地 方位 角 。定 向精 度不 受 井 筒 深 度影 响 ， 已逐 渐成 为矿 山测量定 向工作 的首 要方 法 。
陀 螺仪 测 定 陀 螺 边 方 位 角 不需 占用 井 筒 ， 准备
势 明显 ， 掘进 进度 日益 加快 ， 深 井 多 中段 成 为许 多矿 山的开 拓 常态 ， 这 就 要 求 广 大 矿 山测 量 工 作 者 必 须
工作 简单 ， 一 次定 向的精度 高 ， 完 全 能 满足 矿 山定 向
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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 total
station 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 verification
1、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。
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，地铁控
制测量导线采用2.5秒精密导线，以往陀螺定向测量应用较多的矿山测量中一般采用7秒导线，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地铁施工中采用的“高
精度”全站仪测量的精密导线呢？对陀螺全站仪标称精度理解，测量方法和精度评定掌握，解
决这个问题对正确使用陀螺定向保证导线复测有重要的实践意义。
2、陀螺全站仪精度指标
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。
这里先提
两个概念：精确度和精密度。
准确度（Accuracy）：被测量所得值与真值间的一致程度。
精
密度（precision），被测对象重复测量所得示值。
（JJF1001-2011通用计量术语及定义）。
陀
螺全站仪的精度指标采用的是准确度（Accuracy）。
下面通过NTS-342T（54783）陀螺全站仪
标称精度：一次定向中误差m=±10″，在广州市计量检测技术研究院校准过程来说明这两个概念。
2015年1月28日，在广州市计量检测技术研究院陀螺仪校准装置上校准南方NTS-342T （54783）陀螺全站仪，校准装置天文基准方位角为=161°35′27.9″±0.5″。
陀螺全站仪实测数据如下：
序号测量参数值陀螺方位角（° ′ ″）与天文基准方位角差值（″）
由上表数据可知：NTS-342T（54782）陀螺全站仪寻北实测数据与天文边基准方位差值均在陀螺仪标称精度（准确度）内。
这里也证明了陀螺全站仪定向不需要其他已知数据，可直接定向测得定向边的真北方位值。
在导航设备校准，卫星天线安装方位测量等应用是采用精度指标就是准确度。
寻北标准差：
=±5.9″
式中：
为方位角寻北标准差；
为第i测方位角寻北测量值；
为天文基准方位值
寻北重复性（精密度）：
=±2.9″
式中：
S为方位角寻北标准差；
为第i测方位角寻北测量值；
为n次方位角寻北测量值平均值。
由于工程施工中采用地方独立坐标系原因，坐标方位角和真北方位角不一致，《城市轨道交通工程测量规范》9.4.3地下定向陀螺边方位角测量应采用“地面已知边-地下定向边-地面已知边”的测量程序。
陀螺定向测量中通过地面已知坐标方位角计算出陀螺定向北和坐标方位北差值，地下定向中陀螺全站仪定向测量中加上就可以将陀螺全站仪定向方位转换为施工坐标下的坐标方位角。
因此，大量矿山和地铁隧道中陀螺定向测量采用的精度指标是寻北重复性（精密度）。
3、陀螺全站仪定向在工程中应用
下面某地铁施工中采用NTS-342T陀螺全站仪定向测量实例说明，工程中精度指标采用的问题。
陀螺定向技术要求
全站仪精度应选择不低于II级的精度，陀螺经纬仪标称精度应小于20″。
地下定向边陀螺方位角测量应采用“地面已知边-地下定向边-地面已知边”的测量程序。
陀螺定向时仪器常数在地面已知边进行测量，测前、测后仪器常数独立观测各三测回，测前、测后三测回的陀螺经纬仪常数平均值较差<15″。
C、两条定向边陀螺方位角之差的角度值与全站仪实测角度值较差应小于10″
D、地下定向边的方位角测量每次应测三个测回，测回间陀螺方位角较差应小于20″
已知数据。