陀螺定向原理
陀螺定向原理
陀螺定向原理是指利用陀螺仪的旋转稳定性进行导航定向的原理。陀螺仪是一种可以感知和测量角速度的装置，通常由一个旋转的转子和测量器构成。在没有外力作用时，陀螺仪转子会保持一定的旋转速度和方向不变。
利用陀螺定向原理进行导航定向的关键是利用陀螺仪的旋转稳定性。在导航过程中，陀螺仪的转子会受到地球自转的影响，使得转子的旋转方向和地球自转的方向保持一致。通过测量陀螺仪转子的旋转速度和方向，可以得到导航定向所需的信息。
具体而言，陀螺定向原理可以通过以下步骤实现：
1. 初始化：将陀螺仪放置在一个水平的位置上，使得转子的旋转轴与地球自转轴垂直。
2. 校准：根据陀螺仪的测量器的输出，对陀螺仪进行校准，使得输出准确反映陀螺仪的旋转速度和方向。
3. 测量：通过测量陀螺仪转子的旋转速度和方向，得到导航定向所需的信息。
4. 计算：利用测量的陀螺仪数据进行计算，推算出导航的位置和方向。
陀螺定向原理利用了陀螺仪转子的旋转稳定性，使得导航定向可以在没有外界参考的情况下进行。这种原理被广泛应用于航
空、航海、导弹制导等领域，为导航定向提供了一种可靠的方法。
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 ABSTRACT Tunnel 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 fields
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。
陀螺定向原理的应用
陀螺定向原理的应用 1. 介绍 陀螺定向原理是指通过利用陀螺仪的特性来实现定向控制的技术。陀螺仪是一 种测量旋转速度和角度的设备，其原理基于角动量守恒定律。陀螺定向技术在航空、航海、导航等领域有着广泛的应用。 2. 陀螺定向的优势 陀螺定向相比传统的导航技术有以下优势： - 精度高：利用陀螺仪的高精度测 量能力，可以实现精确的定向控制。 - 实时性强：陀螺仪可以实时测量旋转速度和 角度，使得定向控制能够在实时性要求较高的场景中应用。 - 抗干扰能力强：陀螺 仪本质上是利用角动量守恒来测量旋转，不受外界干扰影响，具有较强的抗干扰能力。 3. 陀螺定向的应用领域 陀螺定向技术在以下领域有着广泛的应用： ### 3.1 航空航天领域 - 飞行器定 向控制：陀螺定向技术可以用于飞行器的姿态控制，保证飞行器在空中的稳定飞行。- 导航系统：陀螺定向技术可以用于航空器的导航系统，提供精确的定位和方向控 制功能。 3.2 航海领域 •船舶定向控制：陀螺定向技术可以用于船舶的航向控制，保证船舶在海上航行时的稳定性。 •导航系统：陀螺定向技术可以用于船舶的导航系统，提供精确的定位和方向控制功能。 3.3 导航领域 •惯性导航系统：陀螺定向技术可以与加速度计等设备组合成惯性导航系统，用于提供精确的位置和方向信息。 •车载导航系统：陀螺定向技术可以用于车载导航系统，提供精确的导航和定位功能。 4. 陀螺定向原理及工作方式 陀螺定向原理基于陀螺仪的工作方式。陀螺仪内部含有旋转的陀螺，当陀螺仪 受到外界力矩作用时，陀螺会产生一个垂直于力矩方向的角动量，力矩越大，旋转速度越快。利用这一原理，陀螺定向通过测量陀螺仪的旋转速度和角度来实现定向控制。
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N 1，则可求得CD边的真北方位角A CD =N 1 -N 。因CD边坐标方 位角T CD =A CD -R Φ ，且R Φ =（R Φ ：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。
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
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。测量工具选择TS50全站仪，测角标称精度是±0.5〃，测距标称精度是±（0.06cm+1ppm×D），依靠设备内 多测回测角作用测量，各测站角度与间距都测定四次，检测时根据测点气压、气 温条件，校正气象信息常数。测量环节严格管理各种观测限差，确保外业手机信 息的稳定性。 为确保地铁隧道正常贯通，选择BTJ-5陀螺仪，按照盾构机掘入里程节点， 于某区间左右线隧道中分别确定两条待定边展开了陀螺定向检测[2]。检核了隧道 中导线方位角，且研究了四条陀螺定向边信息的内符合精度与外符合精度。 2.1外业检测
利用陀螺仪原理的应用
利用陀螺仪原理的应用 1. 陀螺仪的工作原理 陀螺仪是一种用来测量角速度的装置。它基于陀螺效应，通过检测转动物体的 角度变化来确定物体的旋转速度。 陀螺仪的工作原理可以简单地描述为：当一个陀螺被施加力以改变其方向时， 它会产生一个力矩，使其保持原来的方向。这是由于陀螺的角动量守恒原理。通过测量这个力矩，我们可以得到物体的角速度。 2. 陀螺仪的应用 陀螺仪的应用非常广泛，下面是一些常见的使用场景： •飞行器导航：陀螺仪可以用于飞行器的姿态控制和导航系统。通过测量飞行器的角速度，可以实时调整飞行器的姿态，使其保持平稳的飞行状态。 •手机陀螺仪：现代智能手机中常常配备有陀螺仪。这些陀螺仪可以通过检测用户的手持方式和旋转动作来实现屏幕方向的自动旋转，从而提供更好的用户体验。 •虚拟现实设备：陀螺仪在虚拟现实设备中起到了关键作用。通过测量用户头部的旋转角度，可以实时调整虚拟场景的显示，使用户获得更真实的虚拟现实体验。 •自动驾驶汽车：自动驾驶汽车使用陀螺仪来实时测量车辆的姿态，从而辅助车辆自主导航和避障。通过与其他传感器数据的整合，可以实现高精度的自动驾驶功能。 •航天器导航：航天器使用陀螺仪来确定其在空间中的定向和旋转状况。这对于航天器的导航和控制非常重要，能够确保航天器的准确飞行和任务执行。 •运动追踪设备：陀螺仪可以用于测量身体运动和姿态的变化，因此在体育科学、运动训练等领域有广泛的应用。例如，它可以用于检测运动员的运动轨迹、姿势和速度，从而提供准确的运动分析和训练指导。 3. 陀螺仪的优势和局限性 陀螺仪作为一种角速度测量装置，具有以下优势： •高精度：陀螺仪可以提供非常精确的角速度测量，具有高度的稳定性和可靠性。
陀螺仪在导弹中的应用原理
陀螺仪在导弹中的应用原理 1. 介绍 导弹是一种重要的战略武器，为了实现精确导航和控制，陀螺仪被广泛应用于 导弹系统中。本文将介绍陀螺仪在导弹中的应用原理。 2. 陀螺仪原理简介 陀螺仪是一种测量和维持方向的装置，它基于角动量守恒原理工作。在物体旋 转时，其角动量的大小和方向保持不变。陀螺仪通过检测旋转物体的角动量变化来测量方向，进而实现导弹的导航和控制。 3. 陀螺仪在导弹中的应用原理 陀螺仪在导弹中的应用主要涉及导弹的姿态控制和姿态测量。 3.1 姿态控制 姿态控制是指导弹通过调整自身的姿态来实现定向飞行。陀螺仪在导弹中扮演 着重要的角色，它能够提供高精度的转动测量数据，帮助导弹进行精确的姿态调整。 陀螺仪可以感知导弹在空间中的旋转，将测量的角速度信息传递给导弹的姿态 控制系统。姿态控制系统通过分析陀螺仪的数据，运用控制算法来调整导弹的姿态，确保导弹朝着预定的目标方向飞行。 3.2 姿态测量 姿态测量是指通过测量导弹的姿态参数来得到导弹飞行状态的信息。陀螺仪在 导弹中作为姿态传感器，可以提供导弹的方位角、俯仰角和横滚角等姿态参数。 陀螺仪通过感知导弹的旋转和摆动，测量导弹在空间中的姿态变化。这些测量 数据由导弹的姿态解算算法进行处理，得到导弹的具体姿态信息。根据姿态测量结果，导弹可以根据需要做出相应的控制动作。 3.3 陀螺仪的稳定性和精度要求 在导弹应用中，陀螺仪需要具备高稳定性和高精度。由于导弹飞行过程中会遇 到各种振动和冲击，陀螺仪需要保持稳定的工作状态，以确保测量数据的准确性。 同时，导弹的姿态调整要求非常精确，因此陀螺仪需要具备高精度的测量能力。这样才能满足导弹系统对姿态测量和姿态控制的要求。
陀螺的力学原理及其生活中的应用
陀螺的力学原理及其生活中的应用 陀 螺 的 力 学 原 理 及 其 生 活 中 的 应 用
目录 目录 (2) 摘要 (3) 1 陀螺的力学特点 (3) 1.2陀螺原理： (4) 1.3陀螺效应： (4) 2 陀螺效应的实际应用 (5) 2.1 直升机的陀螺理学： (5) 2.2 弹丸稳定飞行 (5) 2.3 机动车的陀螺应用： (6) 2.4自行车的陀螺力学： (6) 本文总结 (6) 参考文献 (7)
摘要 陀螺与地面只有一个接触点，但是却不会翻倒，就是因为其在绕轴不停旋转，本文运用理论力学中的动力学知识来对其进行分析。此外陀螺力学在生活中有各种各样的应用。在我们开得车，骑的自行车，乘坐的飞机中都有着广泛的应用。相信将来陀螺效应在科学研究上产生更重要更深远的影响。 关键词：陀螺 理论力学 进动 翻转不倒 1 陀螺的力学特点 1.1 陀螺的定义：绕质量对称轴高速旋转的定点运动刚体 结构特征：有质量对称轴. 运动特征：绕质量轴高速转动（角速度大小为常量）。 陀螺的动力学特征：陀螺力矩效应，进动性，定向性。 进动性是陀螺仪在外力矩的作用下的运动特征，然而陀螺仪是一个定点转动的刚体，因而，它的运动规律必定满足牛顿第二定律对于惯性原点的转动方程式,即定点转动刚体的动量矩定理. 进动本为物理学名词，一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动。进动(precession)是自转物体之自转轴又绕著另一轴旋转的现象，又可称作旋进。 下面就右图就进动分析： 陀螺绕起对称轴以角速度w 高速旋转，如右图 对固定点O ，它的动量矩L 近似 （未计及进动部分的动量矩） 表示为 0r J L ω= 式中J 为陀螺绕其对称轴Z 0的转动惯量，0r 为沿 陀螺对称轴线的单位矢量其指向与陀螺旋转方向间满足右螺旋 法则作用在陀螺上的力对O 点的力矩只有重力的力矩M 0(P)， 其大小为 M 0(P)=ϕsin mgb
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。
电动陀螺仪的原理
电动陀螺仪的原理 概述 电动陀螺，也称为电动陀螺仪，是一种利用陀螺效应实现定向的器件。它通常由一个陀螺组件和一个控制电路组件组成，可以用于惯导系统、导航、飞行控制等领域。本文将介绍电动陀螺的原理及其工作流程。 陀螺效应 陀螺效应是指旋转的物体在尝试改变方向时会出现自发横向偏转的现象。具体来说，当一个物体（如一个转轮或旋转的球）以足够高的速度旋转时，它会保持其自身的角动量，如果它的旋转轴发生了某种变化，它就会产生一个力矩，使其在偏转方向上保持角动量。这就是陀螺效应。 电动陀螺的构造 电动陀螺一般由一个陀螺绕组和一个驱动电路组成。陀螺绕组的转动轴通常是垂直于陀螺绕组所在平面的。驱动电路能够提供旋转陀螺所需的力矩和转速。陀螺在旋转过程中会随着转速增大而保持其自身的角动量。 电动陀螺的工作原理 在电动陀螺中，陀螺绕组的旋转轴与一定的参考轴（通常是X、Y或Z轴）之间的角度是固定的。当整个电动陀螺被用作惯导系统或导航器的组成部分时，设备的参考轴被锁定在固定的方向上，而陀螺的旋转轴将垂直于参考方向。当设备发生姿态或方向变化时，陀螺的旋转轴受力的变化会导致角速率的变化，并同时改变参考轴的方向。 这样，电动陀螺就会产生一个电压输出，用于通过控制电路进一步计算和控制设备的方向。例如，当设备转动时，控制电路将陀螺的输出与固定角速度的参考信号进行比较，以确定设备的旋转方向和速度。然后，控制电路将输出信号发送到装备的指示器、记录仪或其他设备，以提供方向和位置信息。 总结 电动陀螺基于陀螺效应，利用旋转的物体在尝试改变方向时自发发生横向偏转的现象。它由陀螺绕组和控制电路组成，可以用于惯导系统、导航、飞行控制等领域。在工作中，它产生一个电压输出，通过控制电路进行计算和控制，进而确定设备的方向和位置信息。
谈轨道交通建设中竖井联系测量常用方法
谈轨道交通建设中竖井联系测量常用方法 为有效利用城市空间，轨道交通工程主要采用地下隧道的形式进行。在进行地下隧道的施工建设时，主要是通过竖井（车站端头井或中间工作风井）提供工作面进行施工，因此如何保证地下车站以及区间隧道严格按设计施工就成为建设者们的首要问题。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地下隧道施工控制导线（或施工导线），为施工提供控制依据。笔者根据近期参加隧道测量的工作经验，将地下隧道竖井联系测量的常用几种方法进行分析比较，为今后的地下隧道施工建设提供一些参考经验。 目前国内绝大多数城市在轨道交通建设中，竖井联系测量基本上采用以下四种方法进行：陀螺定向法、钻孔投点法、联系三角形法和导线定向法。以下就这几种方法分别作个分析比较。 一、测量原理 1、陀螺定向法 陀螺定向法是综合利用全站仪、光学垂准仪（或重锤球）以及陀螺经纬仪等仪器进行导线联系测量的一种方法。首先利用光学垂准仪（或重锤球）将地面车站端头井的点位沿同一铅锤线方向投影到端头井的井底，同时利用全站仪测量井上、井下各导线点的角度与距离、利用陀螺经纬仪测量井上、井下的相关导线边的陀螺方位角，从而求算出井上、井下投影点在空间的平面夹角，最终把地面趋近导线的平面坐标和方位传递到地下隧道施工控制导线上。 2、钻孔投点法 钻孔投点法实际上是根据长边投影时投影点的点位投影误差对投影边的坐标方位角影响将大大削弱的原理进行导线联系测量的一种方法。其基本思想是在隧道前进（或后退）的方向上已开挖的地方离开车站端头井一定的距离（一般应大于150m），从地面钻孔直达地下隧道中，然后利用光学垂准仪（或重锤球）分别通过车站端头井和钻孔将地面点位沿同一铅锤线方向投影到地下，最终把地面趋近导线的平面坐标和方位传递到地下隧道施工控制导线上。 3、联系三角形法
陀螺仪
陀螺仪 遥控飞机陀螺仪是什么？简单的说，是一种定向器。 中文名称：陀螺仪 英文名称：gyroscope 定义：利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检 测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。 遥控飞机陀螺仪与一般陀螺仪用途效果完全不一样，是一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时。用它来保持方向，制造进去的东西就叫遥控飞机陀螺仪。骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。遥控飞机陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。 高速旋转的主桨像一个旋转中的陀螺，由主旋翼 ( 主桨 ) 发生升力。带有飞机陀螺效应。飞机陀螺效应包括两个特点，目前这种元件在日本是非常成熟的。 1 定轴 同时反抗任何改变转子轴向的力量，当陀螺转子极高速旋转时产生的惯性使陀螺转子的旋转轴保持指向固定的方向。这种物理现象称为遥控飞机陀螺仪的定轴性。转子的质量、旋转半径、速度越大，定轴性越大。 2 逆动 旋转轴并不会沿施力方向运动，如有外力作用在旋转中的陀螺转子旋转轴上。而是顺着转子旋转方向顺延 90 度垂直于施力方向不会改变。 3 操控 装备了遥控飞机陀螺仪元件的飞行玩具或航模，在控制和飞行功能上，具有非常稳定逼真效果，可与真机堪比。 用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。 简介 绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。由苍蝇后翅（退化为平衡棒）仿生得来。 在一定的初始条件和一定的外在力矩作用下，陀螺会在不停自转的同时，环绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。
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