简述陀螺经纬仪定向的主要内容

陀螺经纬仪定向是指使用陀螺经纬仪来定位和导航时，对载体位置、航向、航速等进行定向的一种技术。这种技术由三部分组成：陀螺经纬仪、信号处理器和定位数据库。

一、陀螺经纬仪

陀螺经纬仪（gyroscopic compasses）是一种采用陀螺仪原理的测量仪器，它能够测出地球自转和航行距离。它的主要原理是：假设地球的自转旋转方向不变，空间内的惯性外框与地球的外框是一致的，那么只需要知道航行距离就可以测量出地球的旋转角度。陀螺经纬仪由一组大型陀螺仪和支架组成，可以测量地球自转的旋转角度。

二、信号处理器

陀螺经纬仪的信号处理器是解算陀螺经纬仪测量出的地球自转

角度，并将其转换成地球表面上航行对应的航向方位和航行距离，以及航行者在地球表面上的经纬度位置。

三、定位数据库

定位数据库提供了载体在地球表面上定位时，所需要的地理信息，包括航行者所在地点经纬度、海拔高度、地形、气候等。定位数据库中的信息是通过GPS和地形测量技术来收集的，可以提供精确的定位信息，这些信息的汇总就是定位数据库。

以上就是陀螺经纬仪定向的主要内容。陀螺经纬仪定向主要依靠陀螺经纬仪、信号处理器以及定位数据库等来实现载体定位、航向定位和航行距离测量。陀螺经纬仪定向技术已经广泛应用于航空、商业

航行、军事行动及旅游导游等方面，在实现人与机器的协同智能定位方面发挥着重要作用。

工程测量学试卷及答案

《工程测量学》试卷（A）一、选择题（每题2分，计12分） 1. 适用于广大区域确定点的绝对位置和相对位置的坐标是（）。 A)地理坐标系 B)平面直角坐标系 C)高斯-克吕格坐标系 D)都可以 2. 水准测量中，调节管水准气泡居中的目的是使（）。 A) 竖轴竖直 B)视准轴水平 C)十字丝横丝水平 D)十字丝竖丝竖直 3.经纬仪视准轴检校是为了满足（）。 A) LL⊥VV B) HH⊥VV C)CC⊥LL D)CC⊥HH 4. 已知直线AB的真方位角为48°50′15″，A点的磁偏角为δ＝－2′45″。该直线磁方位角为（）。 A) 48°53′00″ B) 48°50′15″ C) 48°47′30″ D) 48°55′45″ 5. 解算一条导线至少须有的已知数据是（）。 A) 两条边的坐标方位角，一个点的坐标 B) 一条边的坐标方位角，一个点的坐标 C) 两条边的坐标方位角，两个点的坐标 D) 一条边的坐标方位角，两个点的坐标 6.下列选项中，不是测设最基本的工作的选项是（）。 A) 水平距离 B) 水平角度 C) 高程 D) 坡度二、名词解释（每题4分，计16分） 1. 水准点： 2. 尺长改正： 3. 误差传播定律： 4.路线测量转点：三、判断题，对打“√”、错打“×”（每题2分，共20分） 1、在高斯投影中，中央子午线的投影为一直线，赤道的投影也为一直线。（） 2、在过地面一点的铅垂线上不同位置设置经纬仪，每个位置照准同一目标所测得的垂直角或天顶距是不同的。（） 3、地面上两点间的高差是因所选定的高程基准面不同而异。（） 4、水准仪视线的高程等于地面点的高程加上此点水准尺上的读数。（） 5、在钢尺量距中，量距误差的大小与所量距离长短成反比。（） 6、AB直线的象限为NW45°，则AB的方位角为315°。（） 7、水准测量采用偶数站观测是为了消除读数误差的影响。（） 8、水准仪i角误差对观测高差的影响可以通过前、后视距相等的方法来消除。（） 9、一井定向既要在一个井筒内传递坐标，又要传递方向。（） 10、两井定向需要分别在每个井筒内传递坐标，不需要传递方向。（）四、问答题（每题8分，共32分） 1、用经纬仪照准在同一竖直面类不同高度的两个点，在水平度盘上的读数是否一样？在一个测站，不在同一铅垂面上的不同高度的两个点，两视线之间夹角是不是所测得的水平角？为什么？ 2、测量工作要遵循的原则和程序及实质是什么？

AFS自动陀螺定位定向系统在地铁中的应用

AFS自动陀螺定位定向系统在地铁中的应用 0 前言由于陀螺仪定向的人工观测过程费时费力,很容易造成返工且精度受到限制,所以便出现了自动陀螺经纬仪,这是能够自动确定过测站的子午线方向(陀螺北方向)和测线的陀螺方位角的仪器。目前,随着城市建设的加快,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,特别在城市繁华区修建地铁,竖井洞口往往只有6~10m,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工程中,就极大地提高了地铁隧道联系测量的精度,确保了地铁隧道的准确贯通。特别是在长大地铁隧道中,使用陀螺仪进行联系测量将地面坐标和方位传递到隧道洞内,保证长大隧道的准确贯通,其优势极为明显。 1 系统的构成 AFS(AllFunctionStation)是在自动陀螺经纬仪基础上发展起来的一种新型仪器系统。AFS系统的构成框图如图1所示: 1.1 自动陀螺仪自动陀螺仪是基于照准部不动的对称测时法找北。采用测时法找北取代了人工观察指标线重合时按表计时的方法,大大提高了测试时的精确度,使一测回找北的内部符合标准偏差约为1s。AFS还用测前与测后的自动零位观测取代了人工估读零位,使零位测量的标准偏差约为1s,由于自动测时和自动零位观测精度很高,加上其它提高精度与稳定性的措

施,保证了AFS系统一次定向标准偏差优于15s。 1.2 电源与控制器电源和控制器向自动陀螺马达提供高稳定性的稳频稳压电源,并控制自动陀螺的工作。 1.3 掌上电脑PDA 操作员可以按照屏幕上程序的指引,顺序地完成自动定向和定位工作。掌上电脑还承担精确的时间测量、计算、误差分析、处理、数据记录、存储等工作。 1.4 电子全站仪电子全站仪牢固地支撑自动陀螺,保证两竖轴重合,使陀螺仪能够稳定工作。在全站仪上不仅要体现陀螺定向的初步成果,它的测距、测角功能还是快速定位定向必不可少的部分。 2 工作原理 2.1 工作原理陀螺全站仪高精度的测量是通过无机械位移的陀螺达到的。用于测定北方向的陀螺,由通过其重心的悬挂丝挂着,在重力作用下,陀螺旋转轴处于水平状态。在陀螺高速旋转时,由于惯性总是试图维持其原有空间位置。一旦陀螺旋转轴偏离北方向,地球自转会使陀螺旋转轴的水平状态发生改变,重心降低并产生一重力矩,陀螺将通过绕其竖轴的一系列转动做出反应,通过主辅控制功能,陀螺仪将向北绕转。测量完成后可确定出北方向。全站仪零方向与北方向的偏差将通过高精度测定后显示

井下矿山测量控制网中陀螺定向边数的计算-最新资料

井下矿山测量控制网中陀螺定向边数的计算井下矿山测量是工程测量领域专业性较强的项目，也是矿产资源开发中不可替代的环节。鉴于其工作环境的特殊性，井下矿山测量拥有自身的特征。在测量工作中，测量控制网中的陀螺定向边数的计算就是一项不可或缺的数据。这项测绘理论在国内外也拥有着较长的发展历史。我国的井下矿山测量从早期的计划经济时代就有了较快的发展并形成了自身的理论体系。现阶段，高新技术的普级和运用为井下矿山测量带来了更多的便利操作方式。然而，在井下测量中，基础的测绘工作组成环节仍占据着重要的地位。 1. 井下矿山测量的基本阐述井下矿山测量的工作环境多处于自然条件较为恶劣的矿区，我国的矿藏资源地理分部极为广阔，且极不均衡，部分矿藏开发区所处的地理环境较为复杂，给矿山测绘带来了较大的工作难度。综合种种的自然和人文因素，矿山测量的作业具有其自身的特征和工艺方法。在井下矿山测量中，通常会遇见无法通视的情形，在更为复杂的环境下，照相也较难有效开展。同时，在仪器设备的使用上，也会出现电磁波传导困难的状况，而陀螺经纬仪在井下定位中能有效的解决这个问题。现阶段，电子激光经纬仪的运用，在斜井施工测量管理和绘图上，不仅有效的提高了速率，还大幅的降低了操作员的劳动强度。当前，地面遥感技术及现代

新测绘设备的运用，让井下矿山测量逐步的摆脱了原始的操作方式，不仅更为节省人力和时间，还大大的提高了测绘的精确性。然而，由于某些测量技术，受到自然环境的限制，难以大面积推广，在使用上仍存在着较大的局限性。井下矿山测绘工作，务必全部遵循我国《测绘法》的规定，即测绘工作人员必须拥有专业的证书，相关的督导和行业主管部门也务必拥有规定以上的资质。当前，根据各个矿山属性的不同，矿山测绘的成果大都是处于“自享”的状态。 2.井下矿山测量控制网的设计井下矿山测量控制网的主要设计任务，就是保持导线的最远点精度，能使导线的陀螺定向边数计算误差在控制范围内。计算陀螺定向边数，是在可靠性为0.997的条件下进行的，也可理解为是在置信概率或者置信水平为0.997的条件下进行计算的。早在上个世纪70年代，前苏联的矿山测量技术规程就对精度做出了规定，要确保将巷道平面的精度。在我国的矿山测量控制网的设计中，针对陀螺定向边数的计算并没有考虑到系统本身的极端误差。所使用的计算方法会用控制网本身的定向误差，导致点位误差。据实践总结，有时候这个误差值较大，并可能对导线网的总的点位误差带来较大的影响。井下矿山测量控制网中，任意的陀螺定向边，其方位角的误差计算方式将受到三个因素的影响。其中，陀螺经纬仪改正数的起始边坐标方位角会存在误差，这个误差值会影响最后的总体结

陀螺仪工作原理与应用

陀螺仪工作原理与应用为了求得测量的基准方位和日照时间的方位，必须使用磁针罗盘仪进行天体观测。然而，磁针罗盘仪的精度有限，在天体观测中还要受到确保通视、天气、场所和时间等观测条件的影响。为了解决这些问题，可采用利用了力学原理求得真北的陀螺经纬仪。陀螺经纬仪在隧道测量以及由于不能和已知点通视而无法确定方位、方向角的情况下都能发挥很大的作用。（图1：陀螺工作站） 1、陀螺工作站的原理高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于铅直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直

方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。 2、陀螺工作站的构造（图4：陀螺经纬仪的构造 0点调整螺丝，吊线，照明灯，陀螺转子、指针、供电用馈线、反射镜、陀螺马达、刻度线、目镜）。陀螺经纬仪的陀螺装置由陀螺部分和电源部分组成。此陀螺装置与全站仪结合而成。陀螺本体

在装置内用丝线吊起使旋转轴处于水平。当陀螺旋转时，由于地球的自转，旋转轴在水平面内以真北为中心产生缓慢的岁差运动。旋转轴的方向由装置外的目镜可以进行观测，陀螺指针的振动中心方向指向真北。利用陀螺经纬仪的真北测定方法有“追尾测定”和“时间测定”等。追尾测定[反转法] 利用全站仪的水平微动螺丝对陀螺经纬仪显示岁差运动的刻度盘进行追尾。在震动方向反转的点上（此时运动停止）读取水平角。如此继续测定之，求得其平均震动的中心角。用此方法进行20分钟的观测可以求得+/-0。5分的真北方向。时间测定[通过法] 用追尾测定观测真北方向后，陀螺经纬仪指向了真北方向，其指针由于岁差运动而左右摆动。用全站仪的水平微动螺丝对指针的摆动进行追尾，当指针通过0点时反复记录水平角，可以提高时间测定的精度，并以+/-20秒的精度求得真北方向。（图2：摇头运动）（图3：向子午线的岁差运动）

陀螺仪原理

陀螺仪原理 ? 陀螺仪原理是指陀螺仪工作的原理，螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。现象解释高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于铅直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动(岁差运动)。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。

工作原理我们不用一个完整的轮框，我们用四个质点ABCD来表示边上的区域，这个边对于用图来解释陀螺仪的工作原理是很重要的。轴的底部被托住静止但是能够各个方向旋转。当一个倾斜力作用在顶部的轴上的时候，质点A向上运动，质点C则向下运动，如其中的子图1。因为陀螺仪是顺时针旋转，在旋转90度角之后，质点A 将会到达质点B的位置。CD 两个质点的情况也是一样的。子图2中质点A当处于如图的90度位置的时候会继续向上运动，质点C也继续向下。AC质点的组合将导致轴在子图2所示的运动平面内运动。一个陀螺仪的轴在一个合适的角度上旋转，在这种情况下，如果陀螺仪逆时针旋转，轴将会在运动平面上向左运动。如果在顺时针的情况中，倾斜力是一个推力而不是拉力的话，运动将会向左发生。在子图3中，当陀螺仪旋转了另一个90度的时候，质点C在质点A受力之前的位置。C质点的向下运动受到了倾斜力的阻碍并且轴不能在倾斜力平面上运动。倾斜力推轴的力量越大，当边缘旋转大约180度时，另一侧的边缘推动轴向回运动。

地铁施工中的陀螺定向法

地铁施工中的陀螺定向法城市地铁建设主要是通过竖井提供工作面进行施工,如何保证井下按设计开挖就成为施工的首要问题。竖井联系测量(平面)的目的就是将地面控制网的坐标和方位按要求精度准确地传递给井下导线,为施工提供依据。使用方法为陀螺定向法。陀螺定向法的主要优点是占用井筒时间短、精度高、观测作业简单,在地铁施工的竖井中均可采用此方法进行联系测量,是一种值得推广应用的作业方法。陀螺定向的实质是通过投点、定向,把井上、井下的导线联成一体,陀螺经纬仪起了测空间边夹角的作用。陀螺定向应选择固定边进行,每条边由不同的观测员观测1或2个测回。以后再进行竖井联系测量时,陀螺定位应在上次定位边上进行,以利检核。陀螺定向法的不足之处是陀螺经纬仪的价格昂贵,拥有陀螺经纬仪的单位较少,难以推广应用。一、陀螺定向法具体算法。陀螺定向法是采用光学垂准仪(或重锤球)投出井上、井下在同一铅锤线上的点位,根据井上、井下陀螺定向成果,求算投点在空间的平面夹角,使得井上、井下的导线连成一体,把井上导线坐标、方位传递到井下导线。下面以广州地铁杨体区间竖井联系测量为例,介绍陀螺定向法实施的特点。 1.1仪器设备 TC1610全站仪,GAK1+T2陀螺经纬仪,NL光学垂准仪。 1.2作业实施 (1)竖井投点井上、井下导线布置情况如图1所示,供电局、J 54、"A为井上已知导线点,Z 1、"Z

2、"Z3为井下待求导线点。在井口选定T 1、"T2两个点位,在井盖上相应位置预留有可遮盖的小孔,将垂准仪置于小孔上方,垂准仪在井上及井下投下T1和T1′、T2和T2′。T 1、"T1′在空间上为2个点,但投影到同一平面时就成为1个点;T 2、"T2′情况相同。井上、井下导线通过投点连成一闭合环。 (2)陀螺经纬仪定向定向时采用逆转点法进行。对一条边定向时,完成一端定向为半测回,完成两端定向为一测回。由于井筒上下不宜安置陀螺经纬仪,故井上选择AJ54为定向边,井下选择Z1Z3为定向边,进行陀螺定向观测。求出陀螺仪的定向常数,并进行改正。假定陀螺经纬仪测得的AJ54陀螺方位角为N0,Z1Z3陀螺方位角为N 5。" (3)导线边角测量 ①测b 0、"b 1、"b 4、"b 5、"b6角度; ②量d 1、"d 2、"d 3、"d

经纬仪的使用方法

经纬仪的使用方法经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。怎样才能正确的使用经纬仪呢?小编和您来看看! 经纬仪使用方法 1 、架设仪器：将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋紧连接螺旋。 2 、对中：目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中心。 3 、整平：目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。检查并精确对中：检查对中标志是否偏离地面点。如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋。精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 4 、瞄准与读数： ① 目镜对光：目镜调焦使十字丝清晰。 ② 瞄准和物镜对光：粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。注意消除视差。精瞄目标。 ③ 读数：调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。现在很多都是使用全站仪，全站仪的使用(以拓普康全站仪为例进行介绍) 介绍: (1)测量前的准备工作 1)电池的安装(注意：测量前电池需充足电) ①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。 ②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。③向下按解锁钮，取出电池。 2)仪器的安置。①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。②将全站仪安置于点，对中、整平。③在两点分别安置

棱镜。 3)竖直度盘和水平度盘指标的设置。 ①竖直度盘指标设置。松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周(望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时)，竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。 ②水平度盘指标设置。松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。 4)调焦与照准目标。操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。 (2)角度测量 1)首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。 2)盘左瞄准左目标A，按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。 3)同样方法可以进行盘右观测。 4)如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。 (3)距离测量 1)首先从显示屏上确定是否处于距离测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。 2)照准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成坐标测量，得出距离，HD为水平距离，VD为倾斜距离。 (4)坐标测量 1)首先从显示屏上确定是否处于坐标测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。 2)输入本站点O点及后视点坐标，以及仪器高、棱镜高。 3)瞄准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成坐标测量，得出点的坐标。经纬仪的使用注意事项 1)运输仪器时，应采用原装的包装箱运输、搬动。

联系测量

第一章联系测量第一节联系测量的定义一、联系测量的定义将地面坐标系统和高程系统传递到地下，确定地下控制点、控制边,作为地下控制导线的起算数据，这一过程测量工作叫做联系测量。将地面平面坐标系统传递到地下的测量称为平面联系测量，简称定向。将地面高程系统传递到地下的测量称高程联系测量，简称导入高程[1]。联系测量工作应包括地面趋近导线测量趋近水准测量、通过竖井斜井通道的定向测量和传递高程测量以及地下趋近导线测量地下趋近水准测量[2]。二、联系测量的任务联系测量的任务在于： (1)、确定地下经纬仪导线起算边的坐标方位角； (2)、确定地下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y； (3)、确定地下水准点的高程H[1]。前两项任务是通过平面联系测量定向来完成的；第三个任务是通过导入高程来完成的。这样就获得了地下平面与高程测量的起算数据[1]。第二节联系测量的种类联系测量分为平面联系测量（简称为定向）和高程联系测量（简称为导入高程）。平面联系测量说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定向；另一类是以物理特性为基础的物理定向[1]。几何定向分为： 1、通过平硐或斜井的几何定向； 2、通过一个立井的几何定向（一井定向）； 3、通过两个立井的几何定向（两井定向）[1]。物理定向可分为：

1、用精密磁性仪器定向； 2、用投向仪（投点仪）定向； 3、用陀螺经纬仪定向[1]。通过平硐或斜井的几何定向，只需要通过平硐或斜井敷设经纬仪导线，对地面和地下进行联测即可[1]。但是在地铁工程中由于地下铁道本身的特点，并没有平硐或斜井，有的只是竖井（出土井或下灰井或是更宽敞的明挖车站），因此，通过平硐或斜井的几何定向在地铁的平面联系测量中一般不用,只在矿山测量中有应用。在地铁平面联系测量中的导线直接传递法、竖直导线定向法的原理和通过平硐或斜井几何定向的原理是一样的[1]。第三节几何定向这里主要讲的是立井几何定向。在立井中悬挂钢丝垂线由地面向地下传递平面坐标和方向的测量工作成为立井几何定向。立井几何定向概要地说，就是在井筒内悬挂钢丝垂线，钢丝的一端固定在地面，另一端系有定向专用的垂球自由悬挂于定向水平，一般称作垂球线。再按地面坐标系统求出垂球线的平面坐标及其连线的方位角；在定向水平上把垂球线与地下永久导线点连接起来，这样便能将地面的方向和坐标传递到地下，而达到定向的目的。因此，可把立井定向工作分为两个部分：由地面向定向水平投点（简称投点）；在地面和定向水平上与垂球线连接（简称连接）。立井几何定向分为一井定向和两井定向[1]。一井定向方法有连接三角形法、四边形法和适合小型矿井的瞄直法等。这里仅介绍连接三角形法[1]。一、一井定向 (一)投点采用连接三角形进行一井定向时，要在井筒内挂两根垂球线。投点时，一般都采用垂球线单重投点法，即在投点过程中，垂球的重量不变。单重投点可分为两类：单重稳定投点和单重摆动头点。单重稳定投点法是将垂球放在水桶内，使其基本上处于静止状态；在定向水平上测角量边时均与静止的垂球线进行连接。单重摆动投点法则恰恰相反，而是让垂球自由摆动，用专门的设备观测垂球

详述陀螺经纬仪的作业过程

详述陀螺经纬仪的作业过程贯通：两个或两个以上的掘进工作面预定地点彼此接通的工程。联系测量：为保证地下工程沿设计方向掘进，应通过平峒、斜井及竖井将地面坐标系统及高程系统传递到地下，该项工程叫联系测量。自由陀螺仪在高速旋转时具有两个特性：定轴性和进动性。竖井联系测量工作分为：平面联系测量、高程联系测量。无定向导线：没有方向检核的导线及从一条已知边出发闭合到已知点上。伪距：由GPS观测而得的站星距离未对卫星钟差等加已改正故求得的距离并不是真正的站星距离所以称为伪距贯通工程包括三种情况：相向贯通、同向贯通、单向贯通。详述陀螺经纬仪的作业过程。（1在地面已知边上测定仪器常数。（2在井下定向边上测定陀螺方位角。（3仪器上井后重新测定仪器常数。（4求算子午线收敛角。（5求算井下定向边的坐标方位角。某矿通过主、副井开拓，打了一对相距60米的800米立井现想将地面坐标高程系统统传递到井下试分析各种联系测量的方法的优缺点和应用条件。平面联系测量的方法主要有一井定向、两井定向和陀螺经纬仪定向。该矿原则上三种方法皆可，一井定向只需占用一个井筒，但精度低，作业方法复杂，在深井中投点困难。两井定向投点要求低，精度较高，但需占用两个井筒，且主副井之间需巷道相通。陀螺经纬仪定向精度高，时间短，基本不占用井筒，适合任意使用条件，但仪器价格昂贵。导入高程可以使用：钢尺法、钢丝法和测距仪法。地下工程对测量有哪些要求？应严格按照先控制后碎步，高级控制低级，对测量成果步步检核，测量精度必须满足要求；应采取措施严格控制横向误差和纵向误差以保证工程质量；为保证地下工程的施工质量，在工程施工前，应进行工程测量误差预计；在地下工程中尽量采用先进的测量设备。一井定向中连接三角形的最有利形状应满足什么条件？ (1CD和C�@D�@的长度应尽量大于20米；（2应使C和C�@点处的锐角γ及γ�@小于2°，构成最有利的延伸三角形；（3点C和C�@应适当的靠近最近的的垂球线，使 a�Mc和b�@�Mc之值尽量小一些，一般应小于1.5。常用的地面控制网有哪些，各有和特点? 平面控制网：三角网、导线网、GPS网。高程控制网：水准网三角高程网。三角网为传统方式，受仪器限制，主要测角，目前已淘汰；GPS网能通过全球定位系统，直接确定

矿山测量工(地测)岗位工作技术标准试题库附答案

矿山测量工（地测）岗位工作技术标准试题库附答案一、判断题 1、重要测量工程开工前，可以不用对测量仪器进行检定。 ( ) 2、仪器下井或外出作业前必须检查仪器箱的背带、提手、搭扣是否牢固，锁扣是否完好，三脚架各部螺丝有无松动、损坏，否则应及时加以修理。 ( ) 3、仪器在搬运、使用过程中轻取轻放，仪器架设后操作人员不得离开仪器。( ) 4、仪器上凝结有水珠时，可以用手或毛巾擦拭物镜、目镜。 ( ) 5、经纬仪观测，使用微动螺旋照准目标或用测微螺旋对准分划线时，其最后旋转方向应为旋出。 ( ) 6、经纬仪观测过程中，照准部水准器的气泡偏离中心超过一格时，可以不用重新整置仪器继续观测。 ( ) 7、当望远镜旋转超过了要观测的目标时，必须旋转一周后重新照准，不得反向旋转。 ( ) 8、使用补偿或自动安平水准仪时，在观测前，圆水准器不需校正。 ( ) 9、全站仪作业前，要根据需要的充放电时间为电池充电。 ( ) 10、测量人员必须对设计各开口的通知单上的数据、附图进行校核，计算标定数据，不经检查也可进行现场标定。 ( )

11、井下各类巷道开口必须有开口通知单或设计，无设计和开口通知单也可标定放线。 ( ) 12、凡掘进巷道贯通其他井、巷、硐室、采空区以及向水、火、瓦斯等危险边界或保安煤柱边界掘进时，都要符合《煤矿安全规程》的要求。 ( ) 13、测量原始记录数据可以涂改。 ( ) 14、测量原始记录数据，重测、补测的数据必须重新记录。 ( ) 15、测量各种观测都必须有专人负责记录，并严格按规定的要求记录，可以自测自记。 ( ) 16、作业观测结束后，应对观测手薄进行全面检查，保证记录、计算正确无误，各项限差及检验项目均符合规范的要求后方可迁站。( ) 17、原始记录，一切原始观测值和记事项目，必须在现场记录在规定格式的外业手册中，可以凭记忆补记。 ( ) 18、任何计算资料必须有对算。资料的计算、复算或对算必须从起始数据和观测数据原始记录开始，不得互相转抄。 ( ) 19、用计算机进行内业计算，计算程序必须经过验证，可靠后方可使用。 ( ) 20、测量人员不得在测量原始记录、资料计算、汇总、图纸填绘等工作中弄虚作假。 ( ) 21、标定巷道腰线，以指示巷道掘进的水平方向，简称给腰线。( )

谈陀螺仪在竖井定向测量中精度问题

谈陀螺仪在竖井定向测量中精度问题谈陀螺仪在竖井定向测量中精度问题【摘要】本文分析探讨了陀螺经纬仪在竖井矿山中的实施应用，并就如何提高陀螺经纬仪定向效率的方法提出了几点意见，以供同行参考【关键词】陀螺仪竖井定向测量前言：所谓矿井定向测量就是把地面的方向、座标通过竖并是一种不受外界条件限制，可以全天候独立测定真北方位的精密定向仪器，主要用于指导煤矿井下陀螺定向、地铁以及大型隧道的贯穿等定向工作。其观测成果的精度除了与仪器自身精度、观测者的观测水平和操作熟练程度有关外，还受计算的影响。陀螺定向测量由2个过程完成：井上测定仪器常数，井下测定陀螺边坐标方位角。一般井上工作就是用陀螺全站仪测定某一边的陀螺方位角，理想情况下，陀螺轴摆动的平衡位置应和测站真子午线方向一致，此时陀螺方位角即为地理方位角。但是由于陀螺轴、全站仪视准轴和陀螺仪目镜光轴不在同一竖直面内，因此，陀螺全站仪测定的陀螺方位角和地理方位角存在一个差值，该差值即为仪器常数，可通过地面边坐标方位角和陀螺方位角的计算求出，而陀螺方位角即为地面点测线方向值与陀螺子午线方向和零位改正值的差值。零位改正值反映了陀螺全站仪在整个测量过程中的稳定性，一般情况下很小可以忽略，但是某些情况下必须进行改正，以保证测量结果的可靠性。一、陀螺经纬仪在竖井矿山中的应用过去，矿山地面控制网的起算边方位角多用夭文定向方法测定，竖井定向测量采用在井筒中悬挂钢丝悬锤的几何定向方法。有的通过一个竖井悬挂两根钢丝悬锤的单井几何定向法，有的通过二个竖井悬挂钢丝悬锤的两井几何定向法，用来实现地面和井下的联系侧量，使其到达坐标系统的统一这种几何定向的方法要占用井筒，影响生产，作业效率低，定向设备繁杂笨重，由于井筒内气流及滴水对钢丝悬锤的影响，使钢丝失去平衡，对定向精度影响很大。特别是单井定向，通过一个井筒下放两根钢丝悬锤，其间距非常短，精度更差。在进行深井定向时，更为困难，当井深在500米以上时，根据实验资料看，钢丝悬锤的摆动不再符合简谐运动规律，投点误差很大，从而引起的投向误差也很大，定向时即使加倍细心作业，也难得到满意的结果。图1 几何定向法单井定向使用陀螺经纬仪代替传统的几何定向，上述问题不再存在。陀螺经纬仪定向不占用井筒，故不影响生产。目前使用的陀螺经纬仪全套仪器重量约20公斤，只需3-4人协同作业，一冰定向用30分钟左右，提高工作效率几十倍。二、陀螺经纬仪定向的实施用陀螺经纬仪定向，就是利用陀螺仪的自动寻北的特性，定出真北方向，然后根据给定的测线方位角定出测线的方向。用陀螺经纬仪进行洞内定向测量的主要工作内容有：在地面上的导线上测量仪器常数；在洞内待定边上测定该边的陀螺方位角；计算子午线收敛角及待定边的坐标方位角；定向精度评定。三、提高陀螺经纬仪定向效率的方法

陀螺仪在矿山测量中的应用

陀螺仪在矿山测量中的应用一、引言陀螺经纬仪是一种定向仪器，依据陀螺的力学原理制成，能应用于地下矿山、隧道、军事、森林和其他测区的测量，无时间、地点和环境条件的限制。广泛应用在矿山测量中，陀螺经纬仪不需要传统的几何定位就能进行地上地下坐标之间的联测，不需要井筒就能进行定向，并且能极大地提高地下导线的精度，是节省时间，节省劳动力的先进定向仪器。陀螺仪的简单工作原理是，陀螺绕其质量对称轴高速旋转。陀螺经纬仪有两个基本特征：即定轴性和进动性。陀螺仪就是根据这两个基本特性和在地球自转的作用下，根据陀螺绕测站点的子午线作简谐摆动的原理制成的。陀螺仪在20世80年代开始应用于矿山井下以来，以其不受时空限制、定向精度高、施测时间短的优点，越来越多地应用于矿山测量，尤其我国浅部矿产资源日益枯竭，矿山深井开采数量越来越多，陀螺仪定向的优点更加显现，由此带来的经济效益也更加明显。二、陀螺仪在矿山测量过程中的应用（一）陀螺仪应用于井下平面控制。一般情况下在井下掘进的过程中，是用导线来完成巷道掘进的任务，但是由于在施工后期，由于巷道是形成一个环形，因此在这种时候只能采用支导线来对掘进方向进行控制，支导线的误差累积很快，因此在巷道较长时很难保证精度要求，因此在掘进过程中我们可以采用加测陀螺方位角的方法，这种方法也在实际生产过程中取得了很好的效果。加测陀螺边一般有三种方法：1、在支导线最末边加测一条陀螺边，形成附合导线；2、每条边上都加测陀螺方位角，这种形式也叫陀螺导线；3、在支导线上等间隔二条陀螺边，形成两条附合导线。通过理论研究和生产实踐，加测一到两条陀螺边可以在减少人员的工作量和提高精度这两个方面取得平衡。（二）陀螺仪在井下次要巷道和采区联系测量中的应用在井下开采矿块时，从采准开始到回采结束，所进行的全部测量工作统称为采区测量。采区测量最重要的测量工作就是采区联系测量，给采切工程和采场验收的导线传递方向，坐标及高程。

陀螺仪定向方法

1、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。 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。

AGT-1自动陀螺经纬仪与GP-1陀螺全站仪在矿井定向中的比较

AGT-1自动陀螺经纬仪与GP-1陀螺全站仪在矿井定向中的比较文中通过AGT-1自动陀螺经纬仪与GP-1陀螺全站仪对同一边的观测，对仪器特征及观测精度进行了比较，并对两台仪器的实际操作注意事项提出几点意见。从而，为使用者提供借鉴。标签：自动陀螺经纬仪光电接收传感器定向精度在淮南矿业集团潘二煤矿、李咀孜煤矿、丁集煤矿、谢桥煤矿等矿的井下控制网改造、联系测量、贯通测量中，我单位同时使用AGT-1自动陀螺经纬仪与GP-1陀螺全站仪对向观测进行定向，现将两台仪器及定向成果进行比较。为其它单位同类仪器的使用者在今后的定向中提供参考。 1 两台仪器的比较 1.1 仪器基本参数的比较 AGT-1自动陀螺经纬仪（以下简称AGT-1）是在原瑞士维尔特测绘仪器生产厂生产的GAK-1陀螺经纬仪基础上，经长沙莱塞光电子技术研究所进行改装，并外接电子记录手簿（HP2000掌上电脑）；GP-1陀螺全站仪（以下简称GP-1）由日本索佳测绘仪器贸易有限公司生产。一次定向总中误差均在±20〞以内。 AGT-1仪器自由摆动周期约58秒，不跟踪周期约6分18秒，启动时间约60秒，制动时间约50秒。GP-1仪器陀螺自由摆动周期约50秒，不跟踪陀螺摆动周期约6分20秒，启动时间约60秒，制动时间略大于15分钟。 1.2 两台仪器定向时读数方法的比较 AGT-1采用对称测时法原理工作，采用9点法测量，并有中天法和时差法检核。AGT-1的读数方法采用一维线性位置敏感探测器（以下简称光电接收传感器）进行数据采集。它由一单块集成电路构成，它运用光敏二极管的表面阻抗连续性的特点提供连续的位置信息。正因如此，在观测过程中，即使外界风流、震动等一些扰动，一般也不会造成仪器超限。 GP-1的读数是靠观测员目视读数。其突出的特点在于读数方法灵活性较大，可以通过读取任意时刻的光标位置或者通过读取光标经过某些特定位置的时刻来解读出光标摆动的中心位置，从而最后得出待测边的真北方位值。诸如逆转点法、中天法、三点法等观测方法。其缺陷：①由于既要计时，又要在目镜中读数，一般需要两人合作才能完成，容易出错；②人工读数精度不易提高；③抗外界干扰（风流、震动）能力差。 1.3 两台仪器操作优缺点的对比

陀螺仪的作用

陀螺仪的作用第一大用途，导航。陀螺仪自被发明开始，就用于导航，先是德国人将其应用在V1、V2火箭上，因此，如果配合GPS，手机的导航能力将达到前所未有的水准。实际上，目前很多专业手持式GPS上也装了陀螺仪，如果手机上安装了相应的软件，其导航能力绝不亚于目前很多船舶、飞机上用的导航仪。第二大用途，可以和手机上的摄像头配合使用，比如防抖，这会让手机的拍照摄像能力得到很大的提升。第三大用途，各类游戏的传感器，比如飞行游戏，体育类游戏，甚至包括一些第一视角类射击游戏，陀螺仪完整监测游戏者手的位移，从而实现各种游戏操作效果。有关这点，想必用过任天堂WII的兄弟会有很深的感受。第四大用途，可以用作输入设备，陀螺仪相当于一个立体的鼠标，这个功能和第三大用途中的游戏传感器很类似，甚至可以认为是一种类型。第五大用途，也是未来最有前景和应用范围的用途。下面重点说说。那就是可以帮助手机实现很多增强现实的功能。增强现实是近期才冒出的概念，和虚拟现实一样，是计算机的一种应用。大意是可以通过手机或者电脑的处理能力，让人们对现实中的一些物体有跟深入的了解。如果大家不理解，举个例子，前面有一个大楼，用手机摄像头对准它，马上就可以在屏幕上得到这座大楼的相关参数，比如楼的高度，宽度，海拔，如果连接到数据库，甚至可以得到这座大厦的物主、建设时间、现在的用途、可容纳的人数等等。它的原理陀螺仪原理是指陀螺仪工作的原理，螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。现象解释高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于铅直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。[1]

工程测量原理与方法

第二讲工程测量学的原理、方法和技术Theory,way,technology of engineering surveying 主要内容：观测量和测量定位原理、地面测量方法和技术、专用测量方法与技术、空间测量方法与技术。难点：专用测量方法与技术、空间测量方法与技术总课时：4学时讲授：4学时 2．1 概述工程测量学与大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学海洋测绘和测绘仪器学一样，是现代测绘学的分之学科。它即遵循测绘学的基本原理、方法和技术，又为了解决工程和工程建设中的测绘技术问题，工程测量学也形成了具有自身特点的原理、方法和技术，以及各种专用和通用的测量仪器。 2．2 观测量和测量定位原理 2．2．1 工程测量中的观测量工程测量的实质是： 1>通过各种观测量确定客观物体上的特征点在某一坐标系下的三维坐标（平面位置与高程即X，Y，H）及其随时间的变化。 2>根据设计坐标（X，Y，Z）通过各种观测量将设计实体放样到实地。观测量： 1>角度（方向）观测量角度观测量又分水平角和垂直角（高度角）或天顶距（观测方向线与铅垂线间的夹角）所用仪器：经纬仪、全站仪 2>距离观测量两点间的平距、斜距，一点到直线的距离，一点到平面的距离。所用仪器：钢尺、皮尺、铟瓦线尺（叫丈量法或机械法）经纬仪、视距仪（叫视距法或视差法）测距仪、全站仪（叫物理测距法） GPS全球定位系统（伪距法） 3>高差观测量两点正常高程之差所用仪器：钢尺、水准仪、测距仪、全站仪、液体静力水准测量（用于工程变形测量） 4>方位角观测量地面上某一方向线与真北方向的夹角（真方位角）所用仪器：陀螺仪（用于矿山、铁路与公路隧道及城市地铁隧道中）

陀螺经纬仪定向

第三节陀螺经纬仪定向将陀螺特性与地球自转有机结合构成的陀螺仪能够自动寻找真北方向，将这样的陀螺仪安装在经纬仪上，组成的陀螺经纬仪便可以测定真北方向在经纬仪水平度盘上的读数N ，从而可求出任一方向的真方位角。这一工作称为陀螺经纬仪定向观测，或陀螺经纬仪定向测量，或简称陀螺经纬仪定向（gyro-theodolite orientation ）。如图3-1，C 、D 为地面上两点，在C 点上安置陀螺经纬仪，测得真北方向在经纬仪水平度盘上的读数N ，D 方向在水平度盘上的读数为r CD ，则可求得地理方位角 CD =r CD N (3-1) 和高斯平面直角坐标方位角 T CD =CD C (3-2) 其中C =(C L C )sin C C ，C 为天文经度，L C 为大地经度，C 为天文纬度，C 为C 处的子午线收敛角。陀螺特性的发现与应用始于我国西汉末年，将陀螺技术应用于测北定向则是由于近代航海与采矿业发展的需要。法国人L. Foucault 1852年创造了第一台实验陀螺罗经；德国人H.Ansch ütz 制成第一台实用陀螺罗经样机；德国人M. Schuler 1908年首次制成单转子液浮陀螺罗经，用于军事和航海；在船用陀螺罗经的基础上，1949年德国Clausthal 矿业学院O.Rellensmann 研制出MW1型子午线指示仪，并于1958年研制出金属带悬挂陀螺灵敏部的KT-1陀螺经纬仪。此后的几十年间，世界各国先后开展了陀螺经纬仪的研制工作，相继生产出多种型号的产品。依仪器结构和发展阶段，可将各种陀螺经纬仪划分为液体漂浮式、下架悬挂式和上架悬挂式三种类型。液体漂浮式陀螺经纬仪的结构特点是将陀螺转子装在封闭的球形浮子中，采用液体漂浮电子磁定中心，陀螺转子由空气压缩涡轮机带动三相交流电机供电，全套仪器重达几百千克，一次定向需几小时，陀螺方位角一次测定中误差为1～2。这是陀螺经纬仪的早期型式。下架悬挂式陀螺经纬仪则是利用金属悬挂带把陀螺房悬挂在经纬仪空心轴下，悬挂带上端与经纬仪的壳体相固连；采用导流丝直接供电方式，附有携带式蓄电池组和晶体变流器。相对于液浮式，下架式陀螺经纬仪在定向精度、定向时间以及仪器的重量和体积上都产生了飞跃式改进。上架式陀螺经纬仪的结构特征是，用金属丝悬挂带把陀螺转子（装在陀螺房中）悬挂在灵敏部的顶端，灵敏部可稳定地联接在经纬仪横轴顶端的金属桥形支架上（该支架需预先制做、 C D N 真北 ∆C αCD T CD 图3-1 用陀螺经纬仪测量方位角