Голованов В.А. Гироскопическое ориентирование: Учеб. пособие

Подождите немного. Документ загружается.

гироскопического азимута одной стороны не должна превышать 3m

(где m

– средняя квадратическая погрешность единичного

определения гироскопического азимута). Таким образом, значение

должно быть определено для каждого гирокомпаса.

Среднюю квадратическую погрешность можно определить

[4] двумя способами:

Lпо многократным измерениям гироскопического азимута

одной и той же стороны:

)][(





где x

, x

, … x

– результаты измерений одной и той же величины;

ср

L– среднее значение гироазимута; n – число измерений;

Lпо разности двойных измерений d [4]:

][



. (15)

Поскольку гироскопический азимут стороны всегда

измеряется для контроля дважды, накапливается большой объем

информации, который может быть использован для определения m

Поэтому целесообразнее для определения m

применять второй

способ.

Истинные значения разностей должны быть равны нулю, так

как результаты безошибочных измерений одной и той же величины

равны между собой. Поэтому отличные от нуля разности d

–

истинные погрешности. Поскольку d

– истинные значения, для них

при большом числе разностей (n,,20) справедливо равенство [d]/

n,=,0. Если эти значения будут отличаться от нуля, то можно

сделать вывод о наличии в измерениях систематической

погрешности. Для получения случайной составляющей средней

квадратической погрешности вычисляют исправленные значения по

формуле

][





Тогда случайная составляющая средней квадратической

погрешности определяется по формуле Бесселя

)1(2

][







. (16)

В этом случае при безошибочных вычислениях всегда

[d]L=L0.

Следует отметить, что при оценке точности по формулам

(15) и (16) могут получаться заниженные значения средних

погрешностей m, поскольку часто двойные измерения производятся

при одинаковых условиях, например при одной установке прибора.

Пример вычисления средней квадратической погрешности

одного измерения гироазимута приведен в табл.8. Для условий табл.8

11417

][





Таблица 8

Определение средней квадратической погрешности

измерения гироазимута

Номер пары

измерений

 l

 d = l

 – l

 dd

3151805

201 44 05

53 04 47

272 39 50

24 51 14

132 32 52

118 15 21

2 19 29

299 32 32

77 26 31

45 47 47

203 34 05

3161846

201 44 33

53 05 19

272 39 31

24 51 43

132 32 27

118 15 54

2 19 00

299 32 04

77 26 02

45 47 18

203 34 40

–41

–28

–32

–29

–33

–35

1681

784

1024

841

625

1089

841

784

841

1225

_________________________

[dd] = 11417

При многократных независимых определениях одной

величины возможны результаты, по численному значению

отличающиеся от остальных. Иногда это отличие настолько

значительно, что сомнений в наличии грубой ошибки нет. Такое

измерение бракуется. Однако часто уверенно отбраковать измерения

невозможно и возникает необходимость установить, находится ли

подозреваемое значение в пределах изменений, допускаемых законом

нормального распределения, или оно должно относиться к разряду

грубых промахов. Иными словами, необходимо объективно оценить

качество получаемых результатов. Во-первых, субъективное

отбрасывание экстремальных значений может привести к искажению

опытных данных, во-вторых, необоснованно отброшенное значение

может отражать новые свойства. Методика отбраковки результатов

приведена в учебнике [4].

14. МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ

ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ФИРМЫ «WILD»

Среди зарубежных фирм, занимающихся выпуском

маркшейдерско-геодезических приборов гироскопического

ориентирования, швейцарская фирма «WILD» занимает особое

место. Одной из первых она освоила массовое производство

приборов данного типа. Как и все прочие приборы этой фирмы,

гироприборы отличает высокая надежность, качество и удобство в

работе.

Еще в 1964Lг. фирма «WILD», используя предложение

проф.LО.LРелленсмана из Кляустальской горной академии, начала

выпуск гироскопической насадки GAK1. Конструкция ее была

настолько удачной, что насадку выпускали без изменений на

протяжении десятков лет. Чуть позже были разработаны

гиробуссоли ARK1 и ARK2. На заводах «WILD» было выпущено

несколько тысяч таких приборов, их можно встретить во многих

странах мира.

14.1. ГИРОНАСАДКА GAK1

Гиронасадка GAK1 состоит из трех основных частей:

гироблока, блока питания и адаптераL16 (рис.18). С помощью адаптера

она может быть установлена на теодолиты Т1, Т2, Т16 той же фирмы, а

также на последние модели электронных теодолитов и тахеометров

Т1600 и др. Применение электронных приборов позволяет повысить

точность и производительность при производстве гироскопического

ориентирования.

Кожух 11 (рис.18)

гиромотора GAK-1 имеет внизу

демпфирующую платуL2, а

вверху – трубчатую стойкуL6, в

верхней части которой крепится

нижний зажим торсионаL7. Все

вместе это составляет

чувствительный элемент

гиронасадки. В стойке

расположены оптическая

система и индексL5 ЧЭ

гироскопа. Верхний зажимL9

торсиона с помощью винтов

может разворачиваться для

юстировки положения нуль-

пункта торсиона.

Арретирование ЧЭ гироблока

производится путем прижима

штифтовL3 демпфирующей

платы к выступамL4 за счет

вращения винтового штокаL1.

Через смотровое окно можно

определить положение

гироскопа: арретирован он или

нет. Крепление гиронасадки к

теодолиту осуществляется с

помощью адаптераL16 и

накидной гайкиL15. Сам адаптер

крепится с помощью винтов на

стойке теодолита. Благодаря

центрирующей опоре,

состоящей из трех точек, GAK1

занимает всегда одно и то же

положение относительно оси визирования зрительной трубы

теодолита. Гиронасадка, установленная на теодолит, не мешает

свободному вращению трубы вокруг горизонтальной оси.

Рис.18. Гиронасадка GAK1 фирмы «WILD»

1 – шток арретира; 2 – демпфирующая плата;

3 – штифт; 4 – выступ; 5 – светящийся индекс;

6 – трубчатая стойка; 7 – нижний зажим

торсиона; 8 – торсионный подвес; 9 – верхний

зажим торсиона; 10 – токоподвод; 11 – кожух

гиромотора; 12 – шкала; 13 – окуляр системы

для наблюдения ЧЭ; 14 – пружина; 15 –

накидная гайка; 16 - адаптер

Гиромотор имеет частоту вращения 22000Lоб/мин и питается

трехфазным током напряжением 115LВ и частотой 400LГц через

токоподводыL10. Светящийся индексL5, связанный с ЧЭ,

проецируется без параллакса на шкалуL12, на которой имеется

центральный индекс в форме «V», соответствующий положению

«0». По этой шкале наблюдаются колебания ЧЭ с помощью

микроскопа. Ориентирование ЧЭ по отношению к теодолиту

выполняется таким образом, чтобы ось вращения гиромотора и ось

визирования теодолита находились в одной вертикальной

плоскости, т.е. светящийся индекс находился в положении «0»

шкалы. Подсветка следящей системы осуществляется с помощью

лампочки.

Разгон и торможение гиромотора выполняются в

арретированном положении. После освобождения арретирного

устройства ЧЭ совершает колебания около положения равновесия,

соответствующего направлению меридиана, проходящего через

данную точку. Амплитуда колебаний ЧЭ должна быть небольшой (в

пределах шкалы), что осуществляется за счет трения пружинного

пальцаL14 арретира о штифты демпфирующей платы. После

установления необходимой амплитуды колебаний пружинный палец

штоком арретира опускается вниз.

Электропитание к гиронасадке передается от блока питания

по кабелю через штеккерный разъем. Блок питания GAK1 состоит из

двух металлических корпусов, соединенных с помощью четырех

защелок. В верхнем корпусе находится электронный преобразователь,

в нижнем – аккумуляторная батарея напряжением 12LВ. Технические

характеристики гиронасадки и блока питания GAK1 следующие:

Гиронасадка GAK1

СреднеквадратическаяLпогрешностьLопределения

азимута, с, не более 20

Широта места установки, град, не выше 75

Температура работы, С От 40 до +50

Торсионный подвес Nivaflex

Сечение, мм 0,4  0,02

Сопротивление на разрыв, ГПа 1,2

Гиромотор:

Perkin-Elmer,

тип 831

Частота вращения, об/мин 22000

Кинематический момент, см

гс

–1

1,86  10

Время разгона, мин 1,5

Время торможения, с 50

Полупериод колебания на средней широте, мин 4

Размеры, мм:

Высота 340

Диаметр 85

Масса, кг, не более:

гиронасадки 1,8

металлического корпуса для GAK1 2,0

Преобразователь питания

Напряжение батарей, В 12

Напряжение на выходе преобразователя, В 115

Частота тока на выходе преобразователя, Гц 400

Ток потребления, А:

в пуске 4

в работе и при торможении 1

Размер корпуса, мм 260  170  225

Масса, кг (включая кабель 3Lм для соединения с

гиронасадкой) 5,3

Батареи

Количество CdNi аккумуляторов, шт. 10

Емкость, А/ч 7

Число пусков (зависит от температуры) 15-20

Продолжительность зарядки, ч 12

Размер корпуса, мм (прикрепляется снизу к

преобразователю) 260  170  90

Масса, кг 4

14.2. ГИРОБУССОЛЬ ARK1

Гиробуссоль ARK1 представляет собой комбинацию

угломерного и гироскопического приборов. Конструктивно ARK1

выполнен в одном корпусе (рис.19). Блок питания применяется от

гироприставки GAK1. Если сравнить рис.18 и 19, то в конструкции

обоих приборов можно

обнаружить много общего.

Гироскопическая часть АRК1 –

это практически гироприставка

GAK1. Изменения коснулись

(рис.19):

Рис.19. Гиробуссоль ARK1 фирмы «WILD»

1 – подставка; 2 – зеркало; 3 – электрическая

лампочка; 4 – марка; 5 – окуляр системы для

наблюдения за ЧЭ; 6 – окуляр зрительной трубы;

7 – окуляр отсчетной системы; 8 – лимб; 9 –

винт перестановки лимба

Lлупы 5 для наблюдения колебаний ЧЭ;

Lуправления арретирным устройством;

Lразмера шкалы для наблюдения колебаний ЧЭ (ARK1 имеет 25

делений, GAK1 – 15).

Существенные отличия ARK1 от GAK1 касаются угломерной

части гиробуссоли. Зрительная труба имеет прямое изображение,

увеличение 5

крат, угол поля зрения 10. Все это создает удобства при

визировании на объекты, расположенные на небольшом расстоянии.

Наклон линии визирования осуществляется поворотом зеркалаL2 от

+40 до 20.

Отсчеты по стеклянному лимбу берутся с помощью

шкалового микроскопаL7 с точностью 18. Имеется винтL9 для

перестановки круга, с помощью которого можно установить нуль

или любое другое значение в направлении меридиана. Для поворота

подвижной гироскопической части предназначен наводящий винт с

бесконечной резьбой.

Две электрические лампочкиL3 освещают все необходимые

элементы наблюдения: горизонтальный круг, уровень, сетку нитей,

буссоль, индекс ЧЭ и шкалу. Яркость подсветки регулируется

реостатом. В верхней части ARK1 имеется стеклянная маркаL4 с

лампочкой, включаемой при визировании на гиробуссоль с другой

точки.

Техническая характеристика ARK1 следующая:

Среднеквадратическая погрешность определения

азимута, с 50

Зрительная труба Прямое

изображение

Увеличение, крат 5

Поле зрения на 1000 м, м 177

Наклон линии визирования, град. От –20 до +40

Отсчетное устройство Шкаловый

микроскоп

Горизонтальный круг: Стеклянный

Диаметр, мм 69

Цена деления, мин 30

Точность взятия отсчета, с 18

Масса, кг:

ARK1 5,5

футляра 6,9

_____________________

Примечание. Характеристики ЧЭ и блока питания

идентичны GAK1.

100