[發明專利]一種利用擺式陀螺儀測量地球自轉角速度的方法

有效

• 申請號: 201010215824.2
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101937007A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 楊志強;石震;王騰軍;姜剛
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01P9/00
• 分類號: G01P9/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

1.一種利用擺式陀螺儀測量地球自轉角速度的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一，將擺式陀螺儀安置于某測站點；

擺式陀螺儀包括外部殼體（2）、懸掛帶（3）、陀螺馬達房（4）、陀螺馬達（5）、陀螺旋轉軸（14）；所述懸掛帶（3）的上端與外部殼體（2）內部正上方中心相連，懸掛帶（3）的下端與所述陀螺馬達房（4）相連，該陀螺馬達房（4）通過懸掛帶（3）懸掛于外部殼體（2）的內部，陀螺馬達房（4）內置所述陀螺馬達（5），該陀螺馬達（5）通過陀螺馬達軸（14）與陀螺馬達房（4）相連；所述外部殼體（2）上設有北向標識（1），所述北向標識（1）的標示方向為所述陀螺旋轉軸（14）所指的正向方向,即陀螺馬達高速旋轉時角動量的方向；

所述的擺式陀螺儀還包括外部殼體（2）內部的第一光電傳感器（6）、第一計數器（7）、第一反射鏡（8）、第二反射鏡（9）、計時器（10）、第二計數器（11）、第二光電傳感器（12）；所述計時器（10）位于陀螺馬達房（4）的正下方，所述第一反射鏡（8）和第二反射鏡（9）安裝在所述陀螺馬達房（4）外部左右兩端的對稱位置，所述第一光電傳感器（6）與第二光電傳感器（12）對稱安置于外部殼體（2）下方的內壁上，所述第一反射鏡（8）的反射面與所述第一光電傳感器（6）的發射/接收表面正對，所述第二反射鏡（9）的反射面與所述第二光電傳感器（12）的發射/接收表面正對；第一光電傳感器（6）與第二光電傳感器（12）分別連接到計時器（10）；所述第一光電傳感器（6）下方連接有第一計數器（7），所述第一計數器（7）的輸出端連接到計時器（10），該第一計數器（7）用于記錄第一光電傳感器（6）的感應次數并將信號傳遞給計時器（10）；第二光電傳感器（12）下方連接有第二計數器（11），所述第二計數器（11）的輸出端連接到計時器（10），該第二計數器（11）用于記錄第二光電傳感器（12）的感應次數并將信號傳遞給計時器（10）；外部殼體（2）上設置有數據傳輸口（13），所述計時器（10）通過所述數據傳輸口（13）與外部計算機連接通信。

步驟二，測量擺式陀螺儀的擺動周期?；

步驟三，測量測站點的地理緯度；?????????

步驟四，外部計算機根據得到的擺式陀螺儀的擺動周期和測站點的地理緯度，利用公式1計算地球自轉角速度ωe：

????????????????????????????（公式1）

其中，為陀螺的角動量，為陀螺靈敏部受到的重力，為陀螺靈敏部重心到懸掛點的距離，ωe為地球自轉角速度，為測站點地理緯度。

2.如權利要求1所述的利用擺式陀螺儀測定地球自轉角速度方法，其特征在于，所述的測量擺式陀螺儀的擺動周期具體包括以下步驟：

1）使擺式陀螺儀的北向標識（1）指向北方向，偏差不超過5度；

2）啟動陀螺馬達（5），待陀螺馬達（5）達到額定轉速24000轉/分鐘后，第一光電傳感器（6）向第一反射鏡（8）發射光速，第二光電傳感器（12）向第二反射鏡（9）發射光速；

3)當第一光電傳感器（6）第一次接收到第一反射鏡（8）的反射光時，第一計數器（7）記下數字1；當第二光電傳感器（12）第一次接收到第二反射鏡（9）的反射光時，第二計數器（11）記下數字1；計時器（10）分別記錄第一計數器（7）、第二計數器（11）記下數字1的計數時刻t_A1、t_B1；

4)隨著陀螺旋轉軸（14）在子午線方向左右擺動，當第一光電傳感器（6）第二次接收到第一反射鏡（8）的反射光時，第一計數器（7）記下數字2；當第二光電傳感器（12）第二次接收到第二反射鏡（9）的反射光時，第二計數器（11）記下數字2；

5)當第一光電傳感器（6）第三次接收到第一反射鏡（8）的反射光時，第一計數器（7）記下數字3；當第二光電傳感器（12）第三次接收到第二反射鏡（9）的反射光時，第二計數器（11）記下數字3；計時器（10）分別記錄第一計數器（7）、第二計數器（11）記下數字3的計數時刻、；

6)將計時器（10）記錄的時刻、、、，通過數據傳輸口（13）傳輸給外部計算機，外部計算機根據公式2計算陀螺擺動周期：

???????（公式2）。