寻北仪产品说明书
寻北仪(SDI-151寻北仪)
附录1附录2：寻北精度影响因素2．1 陀螺漂移对寻北精度的影响仿真条件：纬度为40度；在两个采样周期（3分钟）内的陀螺x轴漂移为-0.05︒，y轴漂移+0.05︒;俯仰角和横滚角分别为5︒；仿真结果见图3图3仿真条件：纬度为40度；在两个采样周期（3分钟）内的陀螺x轴漂移为+0.05︒，y轴漂移+0.05︒;俯仰角和横滚角分别为5︒；仿真结果见图4图42．2 姿态角误差对寻北精度的影响仿真条件：纬度为40度；俯仰角和横滚角的误差均为0.01︒；俯仰角和横滚角分别为5︒；计算公式（17）式。
仿真结果见图5图5仿真条件：纬度为40度；俯仰角和横滚角的误差均为0.05︒；俯仰角和横滚角分别为5︒；计算公式（18）式。
仿真结果见图6图62．3 纬度误差对寻北精度的影响仿真条件：纬度为40度；纬度误差为：0.1︒俯仰角和横滚角分别为5︒；计算公式（17）式。
仿真结果见图7图72．4 纬度对寻北精度的影响仿真条件：纬度为5度；在两个采样周期（3分钟）内的陀螺x轴漂移为+0.05︒，y轴漂移+0.05︒;俯仰角和横滚角分别为5︒；仿真结果见图8图8仿真条件：纬度为20度；在两个采样周期（3分钟）内的陀螺x轴漂移为+0.05︒，y轴漂移+0.05︒;俯仰角和横滚角分别为5︒；仿真结果见图9图9仿真条件：纬度为55度；在两个采样周期（3分钟）内的陀螺x轴漂移为+0.05︒，y轴漂移+0.05︒;俯仰角和横滚角分别为5︒；仿真结果见图102．5 陀螺漂移对纬度计算误差对式（19）在纬度为40度条件下，进行了全方位的仿真。
仿真结果见图11图10图11（注：曲线1为陀螺x轴漂移+0.04︒、y轴漂移-0.04︒。
曲线2为陀螺x轴漂移+0.04︒、y轴漂移+0.04︒。
曲线3为陀螺x轴漂移-0.04︒、y轴漂移-0.04︒。
）2．结果总结通过以上的仿真，可以得到以下几个结论：（1）陀螺漂移的误差为寻北仪的主要误差源。
（2）加速度计测量的水平姿态角的误差，最大部分1：1反映到方位角上，因此，加速度计的误差要控制在1’以内。
光纤陀螺寻北仪技术说明书
1 Kx e cos sin K
台体旋转 90°后则光纤陀螺敏感地球旋转分量为：
2 Kx e cos cos K
式中的 Kx 为陀螺的刻度因数，将以上两式左右相除，则有陀螺轴的偏角为：
K tg 1 Ix / Iy
上式是在假设陀螺本身不存在漂移，刻度因数不变的情况下成立的，但它实际上存在各种漂移量和 系数变化。为了消除常值漂移对寻北的影响，最简单的方法是将转台旋转四个位置（每个位置相关 90°）之 后，对陀螺再次采样。对于水平状态，初始位置测量值为：
2. 技术参数
a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) 供电电源：DC24V±20%； 功率：≤30W； 工作方式：静态； 工作纬度：± 60°； 水平测量范围：± 15°（寻北时允许倾角±3°）； 水平测量输出漂移：≤5′（0.5hr）； 方位测量精度：≤ 0.06°（ 1σ）； 重复精度：≤ 0.05°（1σ）； 圆周线性度：≤ 0.1°（ 1σ）； 方位测量范围： 0°～ 360°； 方位角分辨率： 0.01°； 寻北时间：≤ 3min；
（8）
由于欲求方位角 K 是在 X 1Y1 Z 1 坐标系中定义的，因此有：
K arctg
x1 y1
（9 ）
K 是定义为顺时针为正， 且在 0°至 360°之间， 因而尚须根据 x1 和 y1 的极性来判定 K 所处的象限， 最后求出真北方位角 K。
arcCOS
2 x1
0 0 1
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cos C2 0 sin
陀螺全站仪使用说明书
陀螺全站仪使用说明书目次1概述1.1功能和用途1.2主要性能参数2仪器组成3工作原理4使用方法4.1三脚架架设4.2陀螺全站仪主机架设4.3维度输入4.4测量程序4.5数据处理4.6仪器撤收5仪器常数标定5.1仪器常数标定方法5.2仪器常数修正方法6电源使用说明7典型故障及故障排除方法8使用注意事项9维护保养10仪器故障及解决方法1概述1.1功能和用途陀螺全站仪是全自动陀螺仪，其主要功能是提供北向方位基准，可为火炮、雷达提供初始方位基准，并可应用于大地测量、工程测量和矿山贯通测量等领域。
1.2主要性能参数仪器主要技术指标见表1。
表1 陀螺全站仪主要技术指标表≤15 (1)055-20 C +50C-40 C +50C2仪器组成产品配套情况见表2。
表2 陀螺全站仪产品配套表3工作原理陀螺全站仪的工作原理是用吊丝悬挂重心下移的陀螺灵敏部敏感地球自转角速度的水平分量，在重力作用下，产生一个北向进动的力矩，使陀螺敏感部主轴（即H向量）围绕子午面往复摆动，通过光电传感器将陀螺灵敏部往复摆动的光信号，转换为电信号，传送给控制系统，控制系统自动跟踪陀螺灵敏部的方位摆动，并对灵敏部进行加矩控制，解算出被测目标的北向方位角。
4使用方法陀螺全站仪主机的使用包括全站仪的使用，全站仪的详细使用方法参见相关全站仪的使用说明书。
4.1三脚架架设在测站架设三脚架，架设时应使三脚架的三个脚尖大致与测点标志中心基本等距，并注意脚架的张角和高度，伸缩脚架腿使圆水准器概略居中。
4.2陀螺全站仪主机架设陀螺全站仪主机架设按以下步骤进行操作。
a.取出陀螺全站仪主机。
三脚架架设完毕后，从包装箱中取出主机（切勿大角度倾斜或倒置），然后将其平稳置于三脚架上。
b.陀螺全站仪主机粗对北。
取出包装箱内的磁罗盘，按照其使用说明书规定的方法，确定当地大致北向；将陀螺寻北仪主机粗对北标记置于大致北向（北向可以借助磁罗盘确定，其使用方法见磁罗盘使用说明书）；然后顺时针方向旋转锁紧三脚架上的三个对心手轮。
福禄克 Fluke 2062 高级寻线仪套件 安全须知 说明书
2052R/2062R Wire Tracer Receiver 2000TWire Tracer Transmitter 安全须知要注册您的产品或者查看、打印或下载最新的手册或手册补遗，请访问我们的网站： 。
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●仔细阅读所有说明。
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Fluke Corporation P.O. Box 9090Everett WA 98206-9090U.S.A.Fluke Europe B.V.P.O. Box 11865602 BD Eindhoven The Netherlands1 年有限保修。
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●请勿触摸电压超过 30 V 交流有效值、42 V交流峰值或 60 V 直流的带电导体。
●切勿单独工作。
●请勿超出本产品、探头或附件中额定值最低的单个元件的测量类别 (CAT) 额定值。
●进行任何测量时，请使用本产品允许的测量类别 (CAT)、额定电压和电流附件（探头、测试导线和适配器）。
●遵守国家和当地的安全规范。
穿戴个人防护用品（经认可的橡胶手套、防护面罩和阻燃衣物等），以防在危险带电导体外露时因遭受电击和电弧而受伤。
●取下护盖或打开机壳后，请勿操作产品。
否则可能会接触到危险电压。
●清洁本产品之前，先移除输入信号。
●先测量一个已知电压，以确定产品正常工作。
●测量时，必须使用正确的端子、功能和量程。
一种单轴寻北仪的误差标定方法
一种单轴寻北仪的误差标定方法说实话一种单轴寻北仪的误差标定方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就觉得这单轴寻北仪在实际使用的时候，误差要是不标定好那就是个大问题。
我刚开始呢，以为这个误差标定就是简单地测几次数据然后求个平均值就行了。
我就那寻北仪朝着一个方向放着，然后测了好几次北偏角的数据。
可是结果出来后根本不行啊，偏差大得离谱。
这才意识到，原来它受到的影响因素比我想的要多得多。
后来我又想到，是不是环境的磁场对它有干扰啊。
我就各种找干扰源，就像你在一个乱乱的房间里找钥匙一样费劲。
我把周围可能带磁的东西挪开，再次测量。
可还是有误差，虽然比之前小了一些，但还达不到理想的数值。
经过这一通折腾，我才发现，这个单轴寻北仪的误差标定，在考虑环境磁场的同时，设备自身的温度等因素也得考虑。
我就开始做不同温度下的测试，我把寻北仪放在不同温度环境下，就像把人放在冷热不同的屋子里去看他的反应一样，高温、低温、常温都测试了好多遍。
结果发现温度对寻北仪的影响还真不小。
这个时候我就想，要是能够建立一个补偿的系数就好了。
我试过的一种方法是，慢慢调整一些预设的参数，每调整一次就测量一次，记下这个时候的数据和参数的关系。
这个过程既繁琐又要特别有耐心，就像在穿一串特别小的珠子一样，不小心就会出错。
比如说有时候不小心把参数调整得太大或者太小，就要重新来。
还有啊，这个仪器的摆放姿态说不定也会影响误差呢。
我又尝试不同的摆放方式，平放、倾斜一定角度放等。
然后在每种摆放姿态下做很多次的测量。
这里我觉得很重要的一点就是，每一步都要记录下所有的情况。
比如说温度数值、摆放角度、测量出的数据等等。
就像记账一样，你得把每一笔收支都写清楚，这样才能分析出到底哪个因素在哪个情况下对误差的影响有多大，才能慢慢摸索出一套准确的误差标定方法。
不确定的是，不知道有没有一些我还没发现的影响因素，但就目前而言，按照这样去做，误差标定已经有了比较好的结果。
航天长城 SHT-3-F 光纤陀螺寻北仪 使用维护说明书
SHT-3-F光纤陀螺寻北仪使用维护说明书陕西航天长城测控有限公司西安市新城区金花北路169号电话：(029)82501390•传真：(029)82501150邮政编码：710032网址：1产品用途及使用范围SHT-3-F光纤陀螺寻北仪（以下简称产品）主要用于快速自主确定真北方向。
2产品的组成和工作原理产品主要由光纤陀螺仪、加速度计电路、转位结构体控制电路和处理器解算电路、电源转换电路构成。
产品基于Sagnac效应，以激光为光源，用光纤构成环形光路来测量正反两束光随光纤环转动而引起的光程差，从而获得敏感轴的角增量信息，测量地球自转角速度。
工作时通过转位结构体实现对三个不同位置的地球自转角速率分量进行测量，并根据测量的地球自转角速率分量解算产品的方位信息。
同时通过两轴向的加速度计，得到产品轴向的倾角数据，可对载体平台进行调校及寻北仪倾斜校正。
产品的原理结构见图1：图1产品原理框图3主要技术指标3.1供电电源3.1.1供电电压：9-36Vdc；3.1.2峰值功耗≤12W。
3.2主要技术指标3.2.1工作方式：静态。
3.2.2准备工作时间：≤30s。
3.2.3寻北时间：≤3min。
3.2.4横倾角、纵倾角测量范围：－15º～＋15º。
3.2.5倾角精度：≤0.02º（1σ）。
3.2.6寻北精度：≤0.03º（1σ）。
3.2.7方位角测量范围:0º-360º3.2.8工作纬度（设计保证）：南纬65º～北纬65º。
3.2.9海拔高度＞4500米。
3.2.10数字输出形式：RS-422。
可选RS-232,RS-4853.2.11重量：≤6Kg3.2.3通讯协议数字通讯采用差分RS-422异步串行全双工通讯方式。
串行通讯以一个字节为基本传输单位，波特率为38400bps，一个字节传输有效位共10位：1bit 起始位（逻辑0），8bit数据位，无奇偶校验，1bit停止位（逻辑1）。
摆式陀螺寻北仪步进寻北原理
摆式陀螺寻北仪步进寻北法1982．10．1前言悬挂摆式陀螺寻北仪是目前使用最广的一种寻北系统。
它能在几十分钟到几分钟内准确地测定出天文北，而不需要观测天星或地面目标。
仪器的主要部分是一个用恒弹性金属悬带自由悬吊着的陀螺房，其内部装有高速旋转的陀螺马达，马达的转轴即H轴呈水平放置。
由于陀螺房的悬挂点在其重心下部，因而构成一个能敏感地球自转角速度水平分量的陀螺摆，在地球自转运动的作用下水平状态的H轴将绕铅垂方向作正弦摆动。
当悬带不受扭时(通常可以通过上悬带夹跟踪方法消除其扭力影响)，H轴摆动的平衡位置即为真北方位。
为了测得这个平衡位置可以有许多不同的方法，如逆转点方法、时差方法、力反馈方法、循环阻尼方法等等。
1977年西德学者H. Rymarczyk提出一种新的寻北方法－“叠代步进”寻北方法(1)，以下简称“步进”寻北方法。
此方法曾经被用于西德矿山测绘所研制的MW50手动测量寻北仪。
在高精度MW77（Gyromat2000的前身）陀螺寻北仪中，由于测量摆动的线性光电传感器的敏区有限，在初始架设时如果陀螺H轴偏离北向比较大时，陀螺摆动的平衡位置可能偏离光电传感器的敏区（或者形成切割），因而无法完成光电自动积分测量。
采用步进”寻北可以完成快速粗寻北，将陀螺房的摆动收敛到光电传感器的敏区之内。
此过程在MW77是手动完成而Gyromat2000 则是自动完成。
文献1只对步进寻北方法的操作作了简单说明，而文献2只给出了大刚度悬带条件下即扭力比K〉1的步进寻北过程曲线。
均未提到K〈1条件下寻北测量方法、初始偏北角与步进次数的关系及理论真北的计算方法，也没有给出具有明显物理意义的寻北运动方程。
本文对其寻北过程的本质作了明确的解释，从简单的物理过程出发推导了包括K〉1在内的各关系式，其正确性已通过大量试验进行了证明，并成功地用于TJ－76和TDJ-83（西安101厂生产，目前可能已经改型了）陀螺经纬仪。
2步进寻北原理为了说明步进寻北法的原理，我们先分析一下陀螺摆在悬带受扭条件下的运动，然后介绍步进衰减的寻北过程。
寻北仪技术指标
寻北仪技术指标：
1、仪器分辨率0.001度；陀螺指北重复测量（10次）精度优于0.1度；
2、主机为一体化设备，野外携带便捷；
3、一次测量指北有效时间＜6min；无故障率(MTFB) > 8000小时；
4、直流供电：适应范围＋10～＋24Vdc，额定电压＋12V, 最大工作电流＜2A，
5、方位角测定范围：0～360度；
6、数字输出：方位角5位半以上；RS-232接口数据输出；
7、工作温度环境：-40 ℃ ~ +80 ℃；
8、净重：(W)≤12kg；
9、主机尺寸：长×宽×高≤230×190×240mm；外结构为矩形
10、材质：优质合金铝材料；
11、初始(8分钟后)静态启动；参考面与仪器测定方向≤0.1度且为一平直面；
12、产品标识与标牌应固定相应面板，固结牢固。
配置清单：。
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附录：
210
安装基准面
安装基 准面
185± 0.1
16 8
190± 0. 1
4-φ 5. 5
20 0
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SDI-151型寻北仪简介
1.1 简介
SDI-151型寻北仪是目前市场上最畅销的一款高精度陀螺寻北仪，以下 简称产品， 主要用于快速自主确定真北方向， 它由双自由度的动力调谐陀螺 机械转动装置和信号解算电路构成。
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ห้องสมุดไป่ตู้
3.1.3 绝缘电阻测试
产品处于非工作状态，按GJB998 中6.1和6.2条规定，用兆欧表检 验各独立电路之间，及其电路与壳体之间的绝缘电阻。检测结果应满 足：标准大气条件下绝缘电阻20M，规定的湿热条件下绝缘电阻2M。
4 产品维护
在进行本章分析前请先务必注意如下事项： 本产品是精密仪器要求轻拿轻放否则超过其极限冲击将造成永久性损坏 本产品要求严格按操作手册进行操作否则将造成永久性损坏 本产品的使用有其特殊性操作人员必须首先详细了解产品的使用说明书
本产品在关掉电源30s后才能移动
最大特征值： 冲 击：10g 812ms
3.1.1 方位角精度测试
将预先标定的产品装在三角架上用规定的电源连续或间断测量次 数一般不少于8次按下面的公式计算其结果应符合产品性能指标要求
()Σ −−=
=
nii
nS121
式中：S寻北精度1 n测量次数n8i =12n 第i次测量值 n次测量均值
3.1.2 工作准备时间测试
按3.1.1规定的方法，检验寻北精度时，用计时器逐次计量从启动 陀螺电机到数字输出出真北方向的时间。其计量值应符合性能指标要 求。
3.3 材料和元器件
产品所选用的原材料严格按产品图样中规定执行元器件符合下列要求 a) 电子元器件应质量稳定性能可靠有稳定的供货厂家
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b) 电子元器件按有关标准筛选
3.4 尺寸与公差
外形及安装位置见附录 产品的尺寸和公差必须符合产品图样要求
1.2 产品描述
产品主要由一个高精度动力调谐陀螺构成， 利用双自由度陀螺的两个基 本特性：进动性和定轴性。陀螺仪自转轴相对于惯性空间保持方位不变。而 地球以其自转角速度绕极轴相对惯性空间转动， 若以地球为参考基准将会看 到陀螺仪自转轴相对地球转动， 因此陀螺仪可以跟踪测量地球自转角速度利 用陀螺敏感到的地球自转角速度在XY轴上的分量不同，得到产品参考轴的 方位信息。下面是产品的原理结构图。
SDI-151寻北仪 产品说明书
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目 录
1 SDI-151型寻北仪简介.......................................................3
1.1简介.................................. .................................................3 1.2产品描述............................ ....... ............... .........................3 1.3性能参数和特点...................................................................4
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足其工作环境要求。
备注：产品工作过程中，电流值会在450mA~1A之间变化，为正常现象。
3 系统测试
本章所述均为该产品在出厂前所做的严格的测试程序若有疑问或要求 请与公司联系。
3.1 参数测试
3系统测试................................... ................. ........................8
3.1 参数测试.................................... ............. ..........................8 3.1.1方位角精度测试....................................... .. ...................8 3.1.2工作准备时间测试........................................ .. ..............8 3.1.3绝缘电阻测试............................................... .. .. ...........9 3.2环境适应性........................................... ................ .............9 3.2.1高温工作............................ ......... ..................................9 3.2.2低温工作................................... ....................................9 3.3材料和元器件...................................... ............. .................10 3.4尺寸与公差........................................ ................................10 3.5表面状况及外观质量....................................... .. ................10
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显示方式 外形尺寸
液晶显示 详见附录
2 使用说明
2.1 安装说明
见图2参考附录将产品正确安装在工作台面上。 安装基准面平面度0.05mm用螺钉将产品紧固保证刚性连接。 保证产品轴向与系统测试轴向一致。
将产品按安装说明要求装载在工作台面上依照引脚图正确地连接到相 应的供电装置上。 将电源调到其工作电压,再一次检查电源连线确认无误后打开电源, 工作电流应小于1A否则迅速关掉电源。 控制端的使用产品上电等待一分半钟产品不接受任何触发控制一分半 钟之后产品判断触发端状态若78引脚短路并持续一秒钟以上产品认为 是有效的触发信号开始寻北三分钟后一次寻北工作结束输出数据若78 引脚开路或短路状态持续时间小于一秒钟产品将处于等待状态产品每 次寻北工作必须接收到有效的触发信号若78引脚一直处于短路状态产 品将每隔三分钟输出一次当前的方位角信息。 用户在进行正式的北向找寻前应先调整工作台面的水平度以使产品满
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图1 产品原理框图
1.3 性能参数和特点
供电电源 工作电流 工作方式 数字输出形式 方位角测量范围 方位角测量精度 方位角分辨率 寻北时间 准备时间 重 量 工作温度 冲 击 24~36Vdc 1A 静态 RS-232或RS-422 0~360º 0.06º 0.01º 3min 10min <10kg -40~+60 3g 811ms
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工作温度：-40~+60 存储温度： -45~+80 若使用时超过了最大特征值会造成产品永久损坏 。 用户在使用过程中出现如下故障可参考其解决方法 1 开机电流异常电流大于1A 检查电源电压是否符合要求严禁电源极性接反若电源 检查无异常则是产品内部故障请速将产品寄回我公司进行返修。 2 数字输出无信号 检查串口连线及串口设置数据接收格式是否正确经检查若无异常 则应为产品内部故障请将产品寄回我公司进行返修。 3 其它故障 请将产品寄回我公司进行返修。
波 特 率9600 数据格式1个起始位8个数据位1个停止位无奇偶校验位。 数据帧格式
AA 帧字头 HL HH 方位角 SUM 校验和
帧数据共4个字节 帧字头十六进制数AA 方位角：双字节，低字节在前，16位原码数据，1bit=0.01º 校验和单字节它是第23字节相加后取低8位的结果
2.3 使用步骤
2.2 电气接口
外接插件为Y11S-1210ZJ10其针脚定义如下 1 2 3 4 5 7 8 电源输入 电源地 RS232 RS232 数字地 控制端 控制端地 TX RX
其它引脚为空严禁使用。 通信接口及数据格式 数字输出RS232
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2 使用说明........................................... ............ ...................5