陀螺全站仪性能及定向应用研究

论文摘要

本文对陀螺全站仪的性能及应用进行了系统的理论与实验研究。在分析陀螺仪的基本特性及进动规律的基础上,研究了摆式陀螺仪的定向原理,全面归纳了常用定向观测方法。在陀螺方位角测量中,分析了子午线收敛角对坐标方位角计算的具体影响。针对跟踪逆转点法,运用抗差估计理论进行数据处理,通过实测数据运算得出此理论能够有效去除较大粗差影响的结论。对仪器常数的相关问题进行了深入研究。通过分析和对比讨论了仪器常数的实质内含,根据一系列实验数据得出仪器常数并不稳定的结论。逐项分析影响其稳定性的因素,系统的从设计和使用方面提出相应解决措施。从系统误差角度对陀螺全站仪仪器常数进行了研究。对新出厂仪器进行常数检测,验证了改进措施的可行性。将Y/JTG-1陀螺全站仪应用于野外测量。对该型号仪器进行了各方面的相关检验。首次提出采用陀螺全站仪蛙跳法进行阵地快速定向,并与导线法、控制网法进行对比,通过实验论证该方法可行。将该仪器应用于高精度测向天线阵基线方位标定中,定向结果较好的满足了系统提出的要求。通过内符合精度试验验证该仪器可以用于惯性测试间内直角棱镜方位基准的确定。针对目前国内自动化程度较高的阻尼跟踪式陀螺全站仪GT01,介绍其主要性能和技术指标,归纳总结了其主要特点,并详细研究了该类仪器的工作原理,对GT01进行了精度测试,其定向精度完全达到了标称精度的要求。最后,提出将该类仪器应用于拥有自主知识产权的国产火炮定位瞄准系统的研制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国内陀螺经纬仪/全站仪研究进展
• 1.2.2 国外陀螺经纬仪/全站仪研究进展
• 1.2.3 陀螺经纬仪/全站仪定向研究现状综述
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 陀螺全站仪定向及数据处理
• 2.1 陀螺仪的基本特性
• 2.2 摆式陀螺仪的定向原理
• 2.3 陀螺轴的摆动方程
• 2.4 常用定向观测方法
• 2.4.1 积分法
• 2.4.2 逆转点法
• 2.4.3 中天法
• 2.4.4 时差法
• 2.4.5 改化振幅法
• 2.4.6 记时摆幅法Ⅰ
• 2.4.7 记时摆幅法Ⅱ
• 2.4.8 三点测时法
• 2.4.9 记时法
• 2.4.10 阻尼法
• 2.5 子午线收敛角
• 2.6 基于抗差估计的数据处理
• 2.6.1 抗差估计模型
• 2.6.2 陀螺定向模型
• 2.6.3 初始值的选取
• 2.6.4 计算方法
• 2.6.5 算例
• 2.6.6 结论
• 2.7 本章小结
• 第三章 仪器常数稳定性的探讨
• 3.1 仪器常数定义的辨析
• 3.2 仪器常数的测定
• 3.3 仪器常数稳定性的影响因素及解决措施
• 3.3.1 仪器常数的漂移现象
• 3.3.2 影响仪器常数稳定性的因素分析
• 3.3.3 仪器常数稳定性解决方案
• 3.4 从系统误差角度分析仪器常数
• 3.5 陀螺全站仪仪器常数检测试验
• 3.6 本章小结
• 第四章 Y/JTG-1陀螺全站仪及其在阵地定向中的应用
• 4.1 Y/JTG-1陀螺全站仪
• 4.1.1 仪器简介
• 4.1.2 仪器主要特点
• 4.1.3 Y/JTG-1陀螺全站仪仪器检验状况
• 4.2 Y/JTG-1陀螺全站仪在导弹阵地方位角测量中的应用
• 4.2.1 陀螺仪蛙跳法
• 4.2.2 导线法
• 4.2.3 控制网法
• 4.2.4 三种方法结果比较
• 4.2.5 结论
• 4.3 Y/JTG-1陀螺全站仪在测向天线阵基线方位测量中的应用
• 4.3.1 确定基线方位的标定精度
• 4.3.2 测量方案
• 4.3.3 方位标定结果分析
• 4.3.4 结论
• 4.4 Y/JTG-1陀螺全站仪在导弹惯性组合测试间的应用
• 4.5 本章小结
• 第五章 GT01陀螺全站仪及其应用
• 5.1 GT01阻尼跟踪式陀螺全站仪
• 5.1.1 仪器简介
• 5.1.2 仪器主要特点
• 5.2 阻尼跟踪式陀螺全站仪仪器工作原理
• 5.2.1 仪器基本工作原理及结构
• 5.2.2 伺服跟踪回路工作原理
• 5.2.3 阻尼技术
• 5.3 GT01陀螺全站仪精度测试
• 5.4 GT01陀螺全站仪在火炮定位瞄准系统中的应用
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录 Y/JTG-1陀螺全站仪检验报告
• 作者简介 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢