Файл: Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

момент времени, под влиянием вращения плоскости горизонта, конец х' оси поднимается, и начинается прецессирование в запад­ ном направлении. В точке 2 ось гироскопа проходит меридиан, имея наибольший подъем над горизонтом и наибольшую скорость прецессии в азимуте. Пройдя плоскость меридиана, конец х' оси попадает в западную половину плоскости горизонта, непрерывно поднимающуюся. Угол подъема оси 0 и скорость прецессии уменьшаются. В точке 3 скорость прецессии оси минимальна; ось отклонена от плоскости меридиана на наибольший угол а; начи­ нается прецессирование оси в восточном направлении. В точке 4 конец оси х' проходит плоскость меридиана, наиболее близко

Рис. III.7. Траектория движения оси гироскопа при прецессировании

приближаясь к плоскости горизонта. Угловая скорость прецессии наибольшая.

В дальнейшем конец х' оси возвращается в район точки 1, где имеет место минимальная скорость прецессии, после чего опи­ санное движение конца оси повторяется. Положение оси гиро­ скопа, при котором скорость прецессии минимальна (точки / и 3 ) , а направление прецессии меняется на обратное, называется точ­ кой реверсии.

В реальной гироскопической системе всегда имеет место тре­ ние, поэтому траектория движения концов оси представляет со­

бой слабо затухающую

эллиптическую спираль (рис. Ш.7,б),

а точки реверсии п ь п2 , гс3

и nt расположены вследствие этого не­

симметрично относительно плоскости меридиана а\фа,2- Поэтому для определения направления меридиана (МС на горизонтальном круге, см. рис. Ш.4) используются наблюдения нескольких точек реверсии.

105

На рис. Ш.7,в траектория движения оси гироскопа развернута во времени £, а все точки реверсии спроектированы на гори­ зонтальный круг. При неизменном значении декремента (коэффи­ циента затухания колебаний) несимметрия в расположении точек реверсии тем меньшая, чем меньше амплитуда прецессии по азимуту. Поэтому для повышения точности наблюдений выгодно производить наблюдения на малых амплитудах а, что достигает­ ся предварительным ориентированием оси гироскопа в меридиане по магнитной буссоли.

Декремент d определяется отношением последующей ампли­ туды колебаний к предыдущей

d = (nz — n^l{n2 — n^.

(III.11)

В исправном гиротеодолите декремент постоянен с точностью до нескольких единиц третьего знака и по абсолютной величине должен находиться в пределах 1^^^0,990.

§ III. 3. Принципиальная схема гироскопического теодолита и геодезическая сущность гироскопического азимута

На основании рассмотрения гироскопического способа ориен­ тирования можно наметить следующую принципиальную блоксхему гиротеодолита. Гиротеодолит (рис. 111.8) должен иметь

I Уыомерное

I устройство

Рис. III.8. Блок-схема гироскопиче-

Рис. III.9. К определению

гиро-

ского теодолита

скопического азимута

 

чувствительный элемент, например гироскопический датчик ма­ ятникового типа; угломерное устройство на штативе со следящей системой, позволяющей производить отсчеты по горизонтальному кругу в моменты реверсии и производить визирование на земной

106


предмет (ориентирный пункт) для передачи азимута; блок пи­

тания с источником тока для питания

всех энергетических узлов

гиротеодолита.

 

 

 

 

 

 

 

 

При наблюдениях гиротеодблитом

все измерения

относят к

отвесной линии в точке наблюдений

и к плоскости

горизонта.

Следовательно,

азимут, определенный

гироскопически,

тождест­

вен астрономическому

азимуту.

 

 

 

 

Имея отсчеты пи

п2

и п3

точек реверсии по горизонтальному

кругу, отсчет

положения

равновесия N0

(рис. I I 1.9)

колеба­

ний ЧЭ находят по формуле

 

 

 

 

 

. JV0 =

(l/2)[(n1 +-n2 )/2 +

(na +

n3)/2].

 

(Ш.12)

Обычно по конструктивным соображениям отсчетное устрой­ ство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом А по отношению к оси вращения ротора гироскопа. Поэтому место севера — МС на горизонтальном круге вычисляют по фор­ муле

МС — N0 — А,

 

 

(III. 13)

где А — постоянная поправка гиротеодолита.

 

 

Астрономический азимут на ориентирный пункт (ОРП)

опре­

делится по формуле

 

 

 

 

А = М — МС = М + А — NQ.

(III. 14)

где М — отсчет по горизонтальному

кругу при наведении

трубы

угломерного устройства гиротеодолита на

ОРП.

 

 

Для получения геодезического азимута

Аг следует ввести

по­

правку в азимут за уклонение отвесной линии

 

 

АГ = А + ЬА.

 

 

(III. 15)

Для перехода к дирекционному

углу Т вводят поправку у

за

сближение меридианов в проекции Гаусса — Крюгера,

 

 

Т = ЛГ +

Т-

 

(Ш.16)

§III. 4. Гиротеодолит ГИ-Б1 и методика его применения для определения азимута

Гиротеодолит ГИ-Б1 (рис. ШЛО, табл. III.1) разработан сов-' местно венгерскими и советскими специалистами и изготавлива­ ется мелкосерийно на венгерском заводе MOM. Гиротеодолит является довольно типичным и распространенным прибором в геодезических организациях нашей страны, в том числе и в учеб­ ных заведениях.

Гиротеодолит допускает транспортировку средствами воздуш­ ного, водного, автомобильного и железнодорожного транспорта и рассчитан на работу при температуре наружного воздуха от —30 до +40° и давлении от 600 до 800 мм рт. ст. Гиротеодолит не

107


 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

I I I . l

 

Основные

т е х н и ч е с к и е

данные г и р о т е о д о л и т а

Г И - Б 1

 

 

 

 

 

 

Показатели

 

Характеристика

Среднеквадратичная ошибка определения азимута по

± 2 0 "

 

четырем точкам реверсии

 

не более

 

1 ч

Время

наблюдений

 

 

 

Напряжение источника тока

 

12,6

В

Время

разгона гиромотора

 

около

4

 

мин

Время

торможения

 

 

около

2

 

мин

Потребляемая мощность (средняя)

 

не более

20 Вт

Период

свободных

колебаний ЧЭ

 

около

1,5

мин

Период

вынужденных

колебаний

ЧЭ

около 11,5

мин

Масса

комплекта

(нетто)

 

92

кг

Масса

комплекта

(брутто)

 

160

кг

 

 

Рис.

I I I . 10.

Гиротеодолит

ГИ-Б1:

 

 

/ — штепсельный

разъем;

2

штатив;

3 — гироблок;

4—

бесконечный

наводящий

винт;

5 — а л и д а д а ;

6 — дополни­

тельный

окуляр

теодолита;

7 — зрительная

труба;

8 — оку­

ляр автоколлиматора; 9—-подъемные

винты

со сферичес­

кими

подпятниками;

10 — трегер теодолита;

// — арретир

/; 12 — арретир

/ / ;

13 — аккумулятор;

14 — штепсельный

разъем;

15 — переключатель «фазы»; 16 — переключатель

«контроль»;

17—установка

нуля;

18 — регулировка

на­

пряжения;

19 — миллиамперметр

20 — блок

питания:

21 — «тормоз»; 22 — ампервольтметр

G 2 ;

23 — переключа­

тель

«ток — напряжение»;

24 — «мотор»;

25 — штепсель­

ный

разъем; 26—«термостат»;

27 —

«освещение»

 


Рис. III.11. Гиротеодолит ГИ-Б1:

/ — окулярный

мик­

роскоп

 

микрометр;

2

дополнительный

окуляр

микроскоп-ми­

крометра;

 

3 — окуляр

автоколлнматора;

 

4 —

зеркало

ЧЭ;

5 — осве­

щение

автоколлимато­

ра;

6 — безмоментные

пружинки;

 

7 — П-об-

разное

 

 

коромысло;

8

нагрузочные

пру­

жины

 

торснона;

 

9 —

мнкрометренный

винт

установки

нульпункта

шкалы

 

автоколлнма­

тора;

 

10

бесконеч­

ный

наводящий

винт;

/ / — подъемные

вин­

ты

со

сферической

го­

ловкой;

 

12 — торснон,

13 — штанга

 

ЧЭ;

14 —

корпус

 

 

гироблок'а;

15 — место

 

крепления

торснона;

 

16 — ротор

гнромотора;

 

17 — кор­

пус

гнромотора;

18 —

контактное

гнездо

гн-

рокамеры;

 

19 — арре­

тир

I; 20 — рычажный

механизм

арретира

I;

21

 

 

штепсельный

разъем;

 

22 — арретир

I I ;

23 — блокирующий

механизм

 

 

арретира

I I ;

24 — рычаг

арре­

тира

 

I I ;

 

15 — шток

арретира;

 

 

26

сег­

ментные

контакты

ар­

ретира;

 

27—пермалло-

евый

экран;

28 — мнк­

рометренный

винт для

разворота

 

 

ЧЭ;

29 —

упорное

 

кольцо;

30 —

конический

 

вырез

упорного

кольца;

31 —

конические

 

приливы

на

штанге

 

ЧЭ;

32 —

опорное

 

 

поворотное

кольцо

 

 

 

установки

нульпункта

 

шкалы;

33

—-

шарикоподшип­

ники

 

 

вертикальной

оси

 

вращения

угло­

мерной

 

части;

34 —

опорные иглы и ага­ товые подпятники П- образного коромысла; 35 — горизонтальный круг; 36 — механизм защемления торснона; 37 — освещение угло­ мерной части теодо­ лита; 38 — зритель­

ная труба