GAT陀螺全站仪精度评定方法研究

论文摘要

GAT高精度磁悬浮陀螺仪是由长安大学测绘与空间信息研究所和中国航天科技集团公司第十六研究所共同研制开发,具有国内独立知识产权的高精度全自动陀螺定向仪器。该仪器克服了以往陀螺经纬仪在结构设计上的诸多技术难点,并根据测量工作的实际需要,创造性将磁悬浮技术、无接触式光电力矩反馈控制技术等多项国内外的先进技术应用于陀螺全站仪的设计中。然而如何对该仪器的定向精度进行检测评定,国内外尚没有一套切实可行的办法来遵照执行。基于此,本文针对GAT高精度磁悬浮陀螺全站仪设计了两种精度评定方法:一种是通过与全站仪角度测量成果进行比对,求得较差值,再根据测量误差理论求取中误差;另一种是通过与GPS的测量成果进行比对,求得较差值,再根据测量误差理论求取中误差,最后利用两个中误差综合分析评定GAT高精度磁悬浮陀螺全站仪的定向精度。根据上述方法,在长安大学渭水校区对GAT陀螺全站仪进行了比对实验,得出了有益的结论;又使用Gyromat2000陀螺经纬仪进行了同样的比对实验,并将两种仪器的实验结果加以比较,认为GAT陀螺全站仪的定向精度与德国进口的Gyromat2000陀螺经纬仪的定向精度相当。最后,通过锦屏二级水电站引水隧洞贯通工程以及厦门翔安海底隧道贯通工程的实例比对,再次证明了GAT高精度磁悬浮陀螺全站仪精度评定方法的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 陀螺全站仪的研究现状
• 1.3 GAT 陀螺全站仪简介
• 1.4 本文研究的目的和主要内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 主要内容
• 第二章 陀螺仪的定向原理与定向误差分析
• 2.1 陀螺仪的定向原理
• 2.1.1 地球自转对陀螺仪的作用
• 2.1.2 陀螺仪轴对地球的相对运动
• 2.2 陀螺北方向、真北方向与坐标北方向的关系
• 2.3 陀螺定向测量原理
• 2.3.1 传统陀螺经纬仪的定向测量
• 2.3.2 GAT 陀螺全站仪的测量定向原理
• 2.3.3 GAT 陀螺全站仪定向测量的新方法
• 2.4 陀螺全站仪定向成果误差分析
• 2.4.1 测角误差及全站仪偏心误差
• 2.4.2 原始坐标精度与子午线收敛角的计算
• 2.4.3 仪器常数的变化
• 第三章 陀螺全站仪精度评定方案设计
• 3.1 理论精度评定方法
• 3.1.1 一测回方向中误差
• 3.1.2 精度评定
• 3.2 实测精度评定方法
• 3.2.1 与全站仪角度测量成果比对方法
• 3.2.2 与GPS 定向测量成果比对方法
• 3.2.3 综合精度评定
• 第四章 GAT 陀螺全站仪精度评定
• 4.1 实验网的建立与基础数据的获取
• 4.1.1 全站仪三角网测量与数据处理
• 4.1.2 GPS 测量与数据处理
• 4.2 与全站仪角度测量成果比对分析
• 4.3 与GPS 定位成果比对分析
• 第五章 工程实践比对情况
• 5.1 锦屏二级水电站辅助洞陀螺定向比对结果分析
• 5.1.1 项目概况
• 5.1.2 陀螺定向测量
• 5.1.3 数据处理及比对分析
• 5.2 厦门翔安隧道贯通工程陀螺定向比对结果分析
• 5.2.1 项目概况
• 5.2.2 陀螺定向测量
• 5.2.3 数据处理及比对分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 子午线收敛角系数表
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢