陀螺经纬仪运动规律与定向误差综合分析

摘要

陀螺经纬仪是工程测量及军事作战中广泛应用的测量仪器,其核心部件是陀螺仪,正确认识和分析其运动规律及外界条件的影响,对陀螺经纬仪的设计和应用来讲,有着重要的理论意义和实际意义.该文以悬挂式二自由度陀螺经纬仪为研究对象,把陀螺房看成一个刚体,建立了力学模型,其运动可分解为随质心的平动和绕质心的转动,分析了地球自转对陀螺仪运动的影响;根据质心运动理论、欧拉方程及牛顿定理建立了悬挂式陀螺仪的运动方程,并利用方程对陀螺房的运动规律进行了分析,得出了合理的解释.在理论分析的基础上,该文针对JT15陀螺经纬仪,进行了主要性能的检测,讨论了影响陀螺仪定向精度的几种因素,对温度、磁场强度、电压与陀螺北方向、仪器零位和仪器常数的关系进行了实验,找出了相应的规律,解释了外界条件因素对陀螺仪定向结果影响的原因,并探讨了削弱其影响的方法.

目录

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第一章概述

1.1陀螺经纬仪发展简介

1.2国内外陀螺经纬仪研究状况和发展趋势

1.3本文的主要工作

第二章陀螺仪运动分析

2.1概述

2.2陀螺仪的基本结构

2.3陀螺转子不转时的运动

2.4陀螺转子旋转时的运动

2.4.1陀螺转子高速旋转后，陀螺转子的受力分析

2.4.2陀螺仪运动的一般解释

2.4.3悬挂式陀螺仪的运动分析

第三章陀螺仪运动微分方程

3.1力学模型

3.2坐标系的建立与变换

3.2.1坐标系的建立

3.2.2坐标系的变换

3.3陀螺仪的运动规律

3.3.1陀螺仪转动的微分方程

3.3.2陀螺仪随质心平动的方程

3.4计算结果及结论

第四章陀螺经纬仪主要性能的测试

4.1悬挂带稳定性的测试与分析

4.1.1悬挂带稳定性指标

4.1.2悬挂带稳定性的测试

4.1.3悬挂带稳定性对定向精度的影响

4.2零位稳定性的测试

4.3磁屏蔽防护质量稳定性测试

4.4陀螺电源稳定性测试

4.4.1频率稳定性的测试

4.4.2陀螺电源电压稳定性的测试

第五章陀螺经纬仪定向误差综合分析

5.1环境温度变化对仪器常数的影响

5.1.1环境温度对仪器北方向值的影响

5.1.2环境温度对仪器零位值的影响

5.1.3温度变化对仪器常数的影响

5.2陀螺仪内部温度变化对仪器的影响

5.2.1陀螺仪内部温升产生的原因及测定

5.2.2温升对陀螺定向的影响

5.2.3结论

5.3振动对陀螺定向的影响

5.3.1振动产生的原因

5.3.2振动对陀螺定向的影响

5.3.3讨论与分析

5.4磁场强度变化对陀螺北方向的影响

5.4.1直流磁场对陀螺北方向的影响

5.4.2交流磁场对陀螺北方向的影响

5.4.3结论

5.5电压变化对陀螺北方向的影响

5.5.1实验数据及整理

5.5.2影响规律的分析

5.6小结

第六章结论与展望

参考文献