[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 |
| 地址: | 710064*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 利用 擺式 陀螺儀 測量 地球 自轉 角速度 方法 | ||
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tA1、tB1;
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)。
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