[發明專利]一種利用磁懸浮陀螺精密測定地理緯度的方法

有效

• 申請號: 201910337409.5
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110108276B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 楊志強;王逸文;曹健
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

1.一種利用磁懸浮陀螺精密測定地理緯度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在待測點上安裝磁懸浮陀螺地理緯度測量儀，使測量儀的指北標識(1)初步指北，并調平測量儀；

步驟2，通過計算機系統輸入所需的緯度精度要求e；

步驟3，在回轉馬達(7)的0°位置處進行指向力矩采樣，得到該位置處對應的力矩值M_甲0，然后回轉馬達(7)逆時針旋轉λ，采集該位置處對應的力矩值M_乙0；通過以下公式計算緯度初值

上式中，H為陀螺(18)角動量，ω_e為平均地球自轉角速度；

步驟4，在回轉馬達(7)的0°位置處進行指向力矩采樣，得到該位置處對應的力矩值M_丙i，然后回轉馬達(7)順時針旋轉180°，采集該位置處對應的力矩值M_丁i；由以下公式計算測量儀偏北角：

其中，為上一步中的緯度解算值；

控制下轉臺(25)逆時針旋轉角度α_i，從而使測量儀零位更加接近真北方向；

步驟5，在回轉馬達(7)的0°位置處進行指向力矩采樣，得到該位置處對應的力矩值M_甲i+1，然后回轉馬達(7)逆時針旋轉λ，采集該位置處對應的力矩值M_乙i+1；通過下式計算地理緯度：

步驟6，判斷地理緯度是否滿足精度要求，如滿足，則輸出如不滿足，則返回步驟4重新迭代計算。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3、步驟4、步驟5在每一個位置處進行力矩采樣之前，先通過計算機系統依次執行以下程序：

磁懸浮陀螺轉動程序、磁懸浮陀螺浮起程序、磁懸浮陀螺穩定位置判定程序、力矩器測量程序以及磁懸浮陀螺下落程序、磁懸浮陀螺停止程序，其中：

磁懸浮陀螺轉動程序：陀螺(18)接收計算機系統指令后轉速從零增加到額定轉速，并維持在額定轉速；

磁懸浮陀螺浮起程序：電感線圈(8)接收計算機系統指令后通電，通過銜接架(12)帶動陀螺房(17)上浮；

磁懸浮陀螺穩定位置判定程序：控制自準直光電傳感器(14)發射激光，并接收反射棱鏡(13)反射的激光，如果發射出的激光與反射激光重合，則位置穩定；否則計算機系統調整電感線圈(8)中電流大小以及水平電磁場大小，直至位置穩定；

力矩器測量程序：通過在阻尼傳感器轉子(21)和阻尼傳感器定子(22)之間形成均勻水平電磁場，實時阻尼傳感器轉子(21)內部電流值I_R和阻尼傳感器定子(22)內部電流值I_S，則可計算出力矩值為：

M＝k·I_R·I_S

其中，k為力矩器系數；

磁懸浮陀螺下落程序：電感線圈(8)接收計算機系統指令后斷電，陀螺房(17)在重力作用下下落，銜接桿下落錐(15)落入銜接桿下落槽(16)中，陀螺下落錐(23)落入陀螺下落槽(24)中，從而實現磁懸浮陀螺系統的準確復位；

磁懸浮陀螺停止程序：陀螺(18)接收計算機系統指令后轉速從額定轉速逐漸減速到零。