用GYROMAT 3000实现地铁隧道内的高精度定向测量

陀螺全站仪是一种无需借助外力可进行真北定向测量的仪器,本文首先对陀螺全站仪定向原理进行了介绍,阐述了真北方位角、坐标北方位角与陀螺方位角的关系。然后介绍了GYROMAT 3000陀螺全站仪的特点和优势。结合GYROMAT 3000陀螺全站仪在某地地铁一号线隧道进行定向测量,阐述了隧道内陀螺定向测量流程。将陀螺定向测量结果加入隧道内精密导线进行平差,结果表明,加入陀螺定向测量方位角后,导线精度明显提高。陀螺定向成果指导了隧道的开挖,确保了隧道准确贯通。     

GYROMAT-3000型高精度陀螺仪定向精度探讨

介绍G-3000型高精度陀螺仪的工作原理,阐述大地方位角与真北方位角之间的关系,对利用已知边坐标方位角换算的真北方位角与G-3000型高精度陀螺仪测定的真北方位角进行比对,进而探讨其定向精度。     

Gyromat3000陀螺经纬仪温度影响测试与分析

本文针对温度变化对陀螺仪测量精度影响较大的现状,根据实验数据对高精度陀螺经纬仪Gyromat3000测量精度进行了分析,提出对温度变化改正的方法,并对此方法的有效性进行了检验。实验结果表明,文中提出的温度改正方法能够补偿温度对测量结果的影响。     

基于跟踪方式看陀螺仪的发展

陀螺仪作为一款高精度定向测绘仪器,由于不受时间和环境的限制,同时观测简单方便,效率高,而且能保证较高的定向精度,被广泛应用于地铁、矿山、地下施工等隐蔽工程和各种武器定向领域。本文通过梳理陀螺经纬仪到陀螺全站仪的发展历程和时期特点,从跟踪方式入手,对不同时期陀螺仪特点进行比对,得出陀螺仪跟踪方式由人工跟踪发展为自动跟踪,陀螺仪操作越来越简便、精度越来越高,利用陀螺仪进行定向测量效率越来越高的结论。最后根据笔者十多年陀螺仪检定实践,针对国产陀螺仪在定向精度及稳定性等方面存在的不足,对陀螺全站仪的进一步发展提出一些建议。     

陀螺仪检定方法的探讨

本文从陀螺仪定向时,现行检定陀螺仪的方法所存在的问题出发,探讨了通过测试陀螺仪主要性能来检定陀螺仪的方法,并介绍了具体测试方法和原理。     

基于Allan方差和SVR的MEMS陀螺仪随机误差分析与预测

为了使低成本MEMS陀螺仪数据的精度更高,本文提出了一种混合核函数支持向量回归（SVR）的MEMS陀螺仪随机误差预测模型,并通过粒子群优化（PSO）算法对模型参数和核函数参数进行优化;同时通过Allan方差法对SVR预测前后的MEMS陀螺仪随机误差数据进行分析。试验结果表明：混合核函数SVR对MEMS陀螺仪随机误差的预测准确度可达99.99%;当MEMS陀螺仪所处状态不同,但噪声特性相同时,可采用统一的SVR预测模型预测随机误差,研究结果为进一步用于MEMS陀螺仪的实时误差补偿中提供依据。     

某雷达基地检测基线的建立及陀螺仪常数的测定

为满足科研需要,某雷达基地需要建立一条检测基线,通过测量与计算获得该基线的大地方位角。用于长期测定陀螺仪常数,以保证用陀螺仪测定雷达法线方位的正确性和可靠性。本文介绍该基线的建立、观测以及陀螺仪常数的测定方法,并对采用不同GPS网形计算点位的精度进行比较。     

陀螺仪校准初探

本文从地下管线探测的发展趋势以及陀螺仪的特性,对陀螺仪校准的必要性作了分析。并根据它的特点,提出了校准的场地布设、校准方法和校准要求。     

全自动陀螺仪在中长地铁隧道贯通中的应用与精度分析

针对传统联系测量与导线测量在中长地铁隧道贯通中的不足,将全自动陀螺仪定向方法应用于中长距离地铁隧道贯通。文中简要介绍了全自动陀螺仪定向原理,并详细推导了陀螺定向边参与导线网平差过程,最后以武汉市7号地铁线某一贯通段为例,验证了陀螺仪定向精度与精密导线测量结果处于同一水平,证明了全自动陀螺仪在中长距离地铁隧道贯通中应用的可行性与有效性,对类似贯通工程有一定的借鉴意义。     

陀螺经纬仪中的对接技术

文中讨论了陀螺仪与经伟仪的对接精度对仪器定向精度的影响。通过分析、计算，得出两个结论：（1）陀螺仪的旋转轴与经纬仪的竖轴不平等差对仪器的定向精度影响较小；（2）陀螺仪与经纬仪连接时的相对方位不恒定对仪器的定向精度影响较大，造成的方位角偏差会直接带进测量结果中。最后详细介绍了一种实现陀螺仪与经纬仪对接的方法。     

陀螺全站仪在矿井联系测量中的应用

本文介绍陀螺全站仪在煤矿竖井联系测量中的应用.简述投点、井上下连接测量、陀螺全站仪定向和导入标高的方法,分析陀螺定向的精度,讨论定向方法的优缺点.实践表明:利用陀螺全站仪进行竖井联系测量,克服了几何定向精度低、占用井筒时间长等缺点,提高了井下测量数据精度,为煤矿安全生产工作提供了保证.     

GAT陀螺全站仪在井下控制测量中的应用

为了减小测角误差对导线点位误差的影响,提高井下控制网的精度,运用GAT陀螺全站仪进行井上、井下陀螺定向观测和平差处理,实现了井下导线的精确定位。通过实例分析,GAT陀螺全站仪在井下导线测量中极大地提高了导线的精度和可靠性。     

ARMA模型的MEMS陀螺随机误差卡尔曼补偿方法

针对微机械(MEMS)陀螺仪的随机误差导致其输出信噪比低的问题,该文提出一种基于ARMA模型的随机误差卡尔曼补偿方法。该方法通过对MEMS陀螺仪输出的原始信号进行均值化处理和趋势项提取后,分别采用轮次检验法和Jarque Bera检验法对随机序列平稳性和正态性进行检验,建立时间序列ARMA模型并采用卡尔曼状态方程对陀螺随机漂移进行补偿。6次卡尔曼滤波对比实验结果表明,MEMS陀螺仪信号幅度随着滤波次数增加而减小,滤波后的均值由2.454 4E-4减小到-4.830 0E-5,标准差由1.654 7减小到0.003 6,随机漂移被有效抑制。     

一种新的车载低成本MEMS陀螺仪快速初始对准算法

车载导航系统常用惯性测量元件（IMU）与全球卫星导航系统（GNSS）技术组合以提高系统的稳定性。由于车载导航系统的应用场景限制,对初始对准速度有着较高要求。为了提高传统车载组合导航系统中低成本微机电系统（MEMS）陀螺仪的初始对准速度,降低初始对准过程中的计算量,本文提出了一种适用于任意失准角下的基于网络RTK辅助与无损Kalman滤波（UKF）的MEMS陀螺仪初始对准算法。同时针对车载系统的特点,简化了IMU系统误差方程,分析了简化带来的误差。在诺瓦泰ProPak6和诺瓦泰IMU-IGM-S1组成的导航系统中验证了本文提出的算法。试验结果表明,在以诺瓦泰双天线GNSS输出航向角为"真值"的情况下,本文提出的算法基本可以在5 s内完成陀螺仪的初始对准,对准精度达0.3°。     

载体角运动对旋转调制惯导系统误差影响分析

针对典型的双轴转停旋转调制系统,从捷联惯导姿态角误差方程出发,理论分析了载体角运动对旋转调制效果的影响。刻度系数误差导致的直流分量误差可等效为不可调制的常值陀螺漂移,对系统的精度水平有较大影响。安装误差导致的交流分量误差可等效为周期振荡的陀螺仪漂移,对系统精度影响较小。仿真结果有效验证了相关分析结论。     

新一代惯性导航技术：冷原子陀螺仪

本文介绍了冷原子陀螺仪的实验研究进展,通过直接数字频率综合电路精确控制冷原子的运动轨迹,形成双向对抛的冷原子束,利用拉曼激光脉冲相干操作双向对抛的冷原子,实现了双环路冷原子干涉条纹,该构型将消除拉曼激光相位等不确定因素引起的共模噪声,同时消除重力加速度等初始相位对绝对转动速率测量的影响,以提高冷原子陀螺仪的灵敏度和测量精度,冷原子陀螺仪将在新一代惯性导航技术中开辟全新的技术途径。     

基于手机传感器和互补滤波的行人航向解算

目前行人航迹推算逐渐成为室内定位研究与应用的热点。针对利用陀螺仪推算行人航向时存在较大累积误差的问题,本文提出了一种基于智能手机传感器的行人航向解算算法。该算法根据陀螺仪输出的角速度数据与手机传感器参数计算合适的阈值,实时调节PI调节器的误差补偿系数,对预处理后加速度计和磁力计数据解算的航向角进行补偿,并与陀螺仪数据互补滤波融合,得到融合后的航向角。试验基于低成本智能手机,分别在磁场强弱环境下采集手机传感器数据,对比分析本文算法与传统互补滤波算法及九轴数据融合算法在推算行人航向时的精度。试验结果表明,在室内磁干扰较强的环境下,本文算法与传统互补滤波算法、九轴数据融合算法相比定位精度分别提升了68.4%和65.9%,平均航向误差分别减小了3.4°和1.8°,验证了本文算法有较好的抗磁干扰性能,提高了行人航向角解算的可靠性。     

加测一个陀螺方位角的支导线平差方法在青草沙原水过江管隧道地下导线测量中的运用

介绍了加测一个陀螺方位角的地下导线平差方法,根据上海青草沙过江原水管工程地下贯通导线测量中采用GYROMAT-2000型陀螺经纬仪加测一条地下导线边方位角的实例,论证了方法的正确性。     

高精度陀螺经纬仪在煤矿工程上的应用

随着我国社会经济的发展,高精度陀螺经纬仪在地铁、矿山、地下施工等隐蔽工程和各种武器定向领域中应用越来越广泛,显示出其不可替代的作用和广泛的发展前景。本文通过一个煤矿工程的应用举例,分析了它在工程上的精度及应用前景。