陀螺寻北全站仪方位角计算表
案例KS-Q004陀螺全站仪测量井下导线方位角
制网各个边缘点位子午线收敛的差值达到分级。
为了比较矿区及井上下不同地点的子午线收敛角差异，选取井上 与井下陀螺定向点，计算其子午线收敛角并求算它们的互差，如表 46 所示。地表不同陀螺定向边端点的子午收敛角有秒级的差异，井 上下陀螺定向边的差值达到分级，所以不同地点的子午线收敛角应该 分别计算。
表 46 地面、井下陀螺定向边端点的子午线收敛角差值表
综上所述，在实际进行陀螺方位角测量中，必须顾及子午线收敛 角对坐标方位角计算结果的影响。按平面直角坐标或大地坐标计算子 午线收敛角公式，及其严密公式和简化公式算出的子午线收敛角差值 相差很小，差值可以忽略不计。矿区地面点与井下点的子午线收敛角 的差值达到分级，必须考虑地面已知边与井下未知点子午线收敛角之 差的影响。在矿区，统一采用子午线收敛角的严密公式进行子午线收
③ 地表仪器常数标定测量测回数为 8 测回； ④ 每测回仪器休息时间为 5 分钟； ⑤ 相邻两测回间仪器的基准镜差值≤50； ⑥ 相邻两测回间仪器的静态零位差值≤100； ⑦ 相邻两测回间仪器陀螺测量方位差值≤30″； （六）测量前准备 1.规范情况：根据《控制测量规范》、《煤矿测量规范》、《XX 铜矿生产技术规程》等相关测量规程进行； 2.控制资料情况：高精度的地表四等导线控制网、GPS 静态测量 成果及井下导线网控制成果； 3.仪器情况：陀螺全站仪 1 台、GPS 接收机 4 台、全站仪 2 台、 笔记本电脑 2 台，汽车 2 台。 （七）测量管理 1.子午线收敛角计算方法对比与分析 陀螺全站仪可以精确的测定地面和井下巷道任意测站的地理方 位角。一般地面精密导线、三角网或 GPS 网的坐标方位角是已知， 待求的井下定向边也是求出其坐标方位角，而不是地理方位角。因此 还需要求算子午线收敛角。子午线收敛角是影响陀螺定向结果准确性 的因素之一，不同测站的子午线收敛角不同，需分别求算并改正之。 子午线收敛角计算的方法有多种，可以按平面直角坐标值计算，也可 采用大地坐标。顾及精度高低，有严密计算公式和简化计算公式之分。 （1）按平面直角坐标计算子午线收敛角 按平面直角坐标计算子午线收敛角的严密计算可按如下公式：
陀螺定向测量中坐标方位角计算方法分析
陀螺定向测量中坐标方位角计算方法分析朱晓江【摘要】定向测量中定向边的坐标方位角大多使用已知边的坐标方位角和陀螺方位角来计算,根据真北与坐标北的几何关系,还可以使用已知边的真方位角和陀螺方位角来计算.文章通过对两种计算方法的结果进行对比分析,论证了基于已知边真方位角利用陀螺方位角求取定向边的坐标方位角这一计算方法的可行性.【期刊名称】《地矿测绘》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】4页(P17-19,36)【关键词】定向测量;真方位角;陀螺方位角;坐标方位角【作者】朱晓江【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆昌吉831100【正文语种】中文【中图分类】P258;U4560 引言随着测绘技术和仪器设备制造能力的不断发展和提升，陀螺定向的精度也越来越高，高精度自动化的陀螺全站仪正在逐步取代传统的陀螺全站仪。
除少数如机场工程使用真北方向作为方向基准外，大多数工程的建设都使用坐标北方向作为方向基准，陀螺全站仪由于陀螺高速旋转受地球自转影响的寻北原理，能够获取测站点的子午线方向。
因此陀螺全站仪也越来越广泛的被应用于各类大型海底工程、江底隧道工程以及长大隧道工程中。
陀螺定向测量遵循先地面，后地下，再地面的方法，即在地面上架设仪器观测已知边测定常数，再在洞内定向边上架设仪器观测定向边观测陀螺方位角，最后回到地面架设仪器再次观测已知边检核仪器常数。
根据观测得到的数据，通过严密计算得到定向边的坐标方位角。
常用的计算方法是使用已知边的坐标方位角，结合定向边的陀螺方位角观测值，以及其他改正值求得定向边的坐标方位角。
随着GNSS静态定位测量技术的广泛应用，建立地面工程控制网测量能获取高精度的大地坐标(B，L，H)，利用控制点的大地坐标结合站心地平直角坐标系方法可方便快捷的求取控制点间的真方位角，这就为使用陀螺方位角求取定向边的坐标方位角提供了另一种计算方法。
1 陀螺定向测量中定向边坐标方位角的计算利用陀螺仪敏感地球角动量，从而确定的北方向称为陀螺北方向。
陀螺寻北仪粗寻北新方法——角加速度计算法
ＺＨＡＮＧ ＬＩ１，ＴＡＮ ＬＩ⁃ｌｏｎｇ１，ＣＨＥＮ ＺＨＩ⁃Ｘｉａｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｃｕｉ２
（１．Ｔｈｅ Ｒｏｃｋｅｔ Ｆｏｒｃｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｒｍｙ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｘｉ������ａｎ ７１００２５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｅ １００１ｓｔ ｆａｃｔｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ Ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ Ａｒｍｙ，Ｘｉ������ａｎ ７１００２５，Ｃｈｉｎａ）
在研究摆式陀螺寻北仪大偏北角寻北方面，文献 ［ ２］ 在大偏北 角 情 况 下， 提 出 不 跟 踪 及 跟 踪 状 态 下 的 两种大偏北角的粗寻北方法，提出设计高精度伺服系 统的必要性；文献［ ３］ 首次提出并研究了摆式陀螺大 偏北角运动特性，利用欧拉动力学方程建立摆式陀螺
基金项目：国家自然科学基金项目（ ５１４７５４６２） 收稿日期：２０１７－０３－２３
大偏北角运动模型并合理简化；文献［４］ 提出了一种 基于摆速检测的全方位快速预定向方法，该方法能在 ２ ｍｉｎ 内实现任意初始架设方位预定向，预定向后灵 敏部主轴方位角最大不超过 ５°；文献［５］ 提出利用检 测陀螺力矩实现陀螺经纬仪粗寻北的新方法，简化了 操作程序，缩短了测量时间。
本文推导了陀螺灵敏部在大偏北角条件下的运 动方程，介绍了某型号陀螺寻北仪上使用的粗寻北方 法最大速度检测法，并在最大速度检测法的基础上提 出了一种改进的跟踪速度检测法。 经过试验证明，新 方法能够实现大偏北角粗寻北，并能有效缩短整个寻 北过程的用时。 １ 陀螺灵敏部大偏北角运动方程及二值问题 １．１ 陀螺灵敏部大偏北角运动方程
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。