[發(fā)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910337409.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN110108276B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志強(qiáng);王逸文;曹健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/18
• 分類號(hào): G01C21/18
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李婷

本發(fā)明公開了一種利用磁懸浮陀螺精密測定地理緯度的方法，該方法所采用的測量儀由磁懸浮陀螺系統(tǒng)、精密測角及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、對(duì)中整平系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等構(gòu)成，所述的方法為：安置測量儀、輸入所需的緯度精度要求、緯度初值解算、測量儀近北、地理緯度解算，最后，通過與所需的精度要求進(jìn)行比較進(jìn)而判定是否繼續(xù)迭代或是輸出最終的地理緯度值。采用發(fā)明的測量儀簡單易操作，地理緯度解算方法簡便，數(shù)據(jù)處理時(shí)間短，無需進(jìn)行大范圍聯(lián)測，可以獨(dú)立獲取單個(gè)測站的地理緯度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大地測量學(xué)、天體測量與天體力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，可以用于板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、航空航天、精密導(dǎo)航定位、地球物理學(xué)等研究領(lǐng)域，提供一種利用磁懸浮陀螺精密測定地理緯度的方法。

背景技術(shù)

由于地球的自轉(zhuǎn)過程是不穩(wěn)定的，極移是用以描述地球的自轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。通過監(jiān)測測站上地理緯度值的變化可推導(dǎo)極移變化。因此，準(zhǔn)確地測量緯度的變化對(duì)于地球動(dòng)力學(xué)、大地測量學(xué)的研究都有著重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

而傳統(tǒng)的用于監(jiān)測地球自轉(zhuǎn)的變化的空間大地測量技術(shù)，如全球衛(wèi)星定位技術(shù)GNSS、衛(wèi)星激光測距技術(shù)SLR、甚長基線干涉測量技術(shù)VLBI等。而這些空間大地測量技術(shù)具有如下共同特點(diǎn)：

1.監(jiān)測系統(tǒng)復(fù)雜且龐大，需要花費(fèi)巨大的人力物力；2.觀測周期長，解算方法復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理時(shí)間長；3.無法對(duì)單個(gè)測站進(jìn)行緯度測量，必須進(jìn)行大范圍聯(lián)測。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種比現(xiàn)有技術(shù)精度更高且更為簡便的利用磁懸浮陀螺精密測定地理緯度的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種磁懸浮陀螺地理緯度測量儀，包括外殼體，還包括設(shè)置于外殼體中的內(nèi)殼體、位于外殼體下部，用于驅(qū)動(dòng)外殼體旋轉(zhuǎn)的下轉(zhuǎn)臺(tái)，以及：

磁懸浮陀螺系統(tǒng)，包括設(shè)置于內(nèi)殼體中的浮起裝置，浮起裝置通過銜接架帶動(dòng)陀螺房上浮或下落至初始位置，通過調(diào)節(jié)浮起裝置使陀螺房上浮后處于位置穩(wěn)定狀態(tài)；所述的內(nèi)殼體下方設(shè)置有與所述陀螺房下部連接的阻尼傳感器轉(zhuǎn)子，外殼體內(nèi)的底部在周向分布有阻尼傳感器定子；

精密測角及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)并測量轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以及測量外殼體的旋轉(zhuǎn)角度；

對(duì)中整平系統(tǒng)，用于在測量儀安裝時(shí)通過指北標(biāo)識(shí)進(jìn)行初步指北、調(diào)整測量儀處于水平狀態(tài)以及使測量儀的中心軸線穿過待測點(diǎn)；

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)所述陀螺旋轉(zhuǎn)或停止、驅(qū)動(dòng)陀螺房浮起或下落以及浮起后的位置穩(wěn)定判斷、在所述阻尼傳感器轉(zhuǎn)子和阻尼傳感器定子之間形成均勻水平電磁場并采集阻尼傳感器轉(zhuǎn)子電流值和阻尼傳感器定子電流值、控制內(nèi)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)至指定角度、控制下轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)至指定角度。

進(jìn)一步地，所述的阻尼傳感器轉(zhuǎn)子的下部連接有陀螺下落錐，位于外殼體底部內(nèi)表面的中心處設(shè)置有與所述陀螺下落錐配合的陀螺下落槽；

所述銜接架下部設(shè)置有銜接桿下落錐，位于內(nèi)殼體底部設(shè)置有與所述銜接桿下落錐配合的銜接桿下落槽。

進(jìn)一步地，所述的對(duì)中整平系統(tǒng)包括所述的指北標(biāo)識(shí)、水準(zhǔn)管、腳螺旋以及下對(duì)中標(biāo)識(shí)孔，其中：

所述的指北標(biāo)識(shí)位于外殼體上表面，水準(zhǔn)管位于外殼體上表面中心處，水準(zhǔn)管的中心軸線與測量儀的中心軸線垂直；所述下轉(zhuǎn)臺(tái)下部安裝于水平平臺(tái)上，水平平臺(tái)通過其底部的腳螺旋安裝在下平臺(tái)上，下對(duì)中標(biāo)識(shí)孔位于所述下平臺(tái)的中心處。

進(jìn)一步地，所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在外殼體上表面上，包括微型計(jì)算機(jī)、鍵盤以及顯示屏。

進(jìn)一步地，所述的精密測角及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括光柵度盤、回轉(zhuǎn)馬達(dá)以及所述的下轉(zhuǎn)臺(tái)，其中：

光柵度盤安裝于外殼體內(nèi)的頂部，其下部連接所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)下部連接所述內(nèi)殼體。