Gyrotheodolite - Gyrotheodolite
W pomiarów , A gyrotheodolite (również pomiarów żyroskop ) jest przyrząd składający się z żyroskopu zamontowanym na teodolitem . Jest on używany do określenia orientacji prawdziwej północy . Jest głównym instrumentem orientacji w kopalni geodezji i inżynierii tunelu, gdzie astronomiczne zabytków gwiazda nie są widoczne i GPS nie działa.
Historia
W 1852 roku francuski fizyk Léon Foucault odkrył, że żyroskop z dwoma stopniami swobody wskazuje północ. Zasada ta została zaadaptowana przez Maxa Schuler w 1921 roku do budowy pierwszego geodezyjnego żyroskopu. W 1949 roku, żyroskop, teodolit - w tym czasie nazywany „południk wskaźnik” lub „południk wskaźnik” - został po raz pierwszy użyty przez podziemia Clausthal Akademii Górniczej. Kilka lat później został ulepszony przez dodanie Autokolimacja teleskopów. W 1960 roku, firma Koper Kassel wyprodukowała pierwszy z serii KT1 z Gyro-teodolitów. Koper Kassel i inni później produkowane załączników żyroskopowe, które mogą być montowane na normalnych teodolitów.
Operacja
Żyroskop jest zamontowany w dziedzinie, wyłożonego mumetal zmniejszenia wpływu magnetycznego, połączony z wrzecionem do pionowej osi teodolitem. Koło żyroskop zasilany baterią jest obracany przy 20000 obrotów na minutę lub więcej, aż w końcu działa jak północno-poszukuje żyroskopu. Oddzielny układ optyczny wewnątrz nasadki pozwala operatorowi obracania teodolitu, wprowadzając w ten sposób znacznik zerowy mocowania w koincydencji z osią żyroskop wirowania. Śledząc osi obrotu, jak oscyluje wokół południka, informację o azymucie szeregu nieruchomych punktów skrajnych tego drgania mogą być określane przez odczytanie teodolitowe azymutu koło. Środkowy punkt może być później obliczane z tych zapisów, które reprezentuje wyrafinowane oszacowanie południka. Uważaj, konfiguracja i powtarzane obserwacje można podać dane szacunkowe, które jest w ciągu około 10 sekund łuku prawdziwego południka. Szacowanie południka zawiera błędów wynikających z momentu zerowego zawieszenia nie są wyrównane dokładnie z prawdziwym południk oraz błędów pomiarowych nieznacznie tłumionych oscylacji skrajnych. Błędy te mogą być moderowane przez rafinację wstępną szacunkową południka aby w ciągu kilku minut łukowych i prawidłowo dopasowując moment zerowy zawieszenia.
Gdy spinner jest zwolniony z przymusu jego osi obrotu wyrównanym blisko południka, żyroskopowego reakcji spinu i wyników obrotu Ziemi w precesji osi obrotu w kierunku linii z płaszczyzną południka. To dlatego, że codziennie rotacji Ziemi jest efektem ciągłego pochylania osi wschód-zachód od stacji. Oś przędzarki przyśpiesza i następnie do przeregulowania południka, to następnie zwalnia się zatrzymał w skrajnym punkcie przed podobnie wahliwych z powrotem do początkowego punktu zwolnienia. Oscylacja w azymucie osi obracanych o południka powtórzeń po okresie kilku minut. W praktyce amplituda drgań będzie się stopniowo zmniejszać, jak energia jest tracona z powodu minimalnego Obecnie tłumiącego. Żyroskopowa teodolity zatrudnić undamped układu oscylacyjnego, ponieważ oznaczanie można uzyskać w czasie krótszym niż około 20 minut, a asymptotycznej osiadanie tłumione kompas żyroskopowy miałaby wiele razy, że zanim mogłaby być wprowadzone wszelkie rozsądne Określenie południka.
Kiedy nie pracuje, zespół żyroskop jest zakotwiczona w instrumencie. Elektrycznie napędzany żyroskop jest uruchamiany podczas powściągliwy, a następnie zwolniony do pracy. Podczas pracy żyroskopu jest obsługiwana w montażu przyrządu, na ogół w cienkiej taśmie, która ogranicza pionowej osi żyroskop przędzarki pozostaje poziomy. Wyrównanie osi obrotu dopuszcza się obracać w azymucie jedynie niewielkiej ilości wymaganej podczas pracy. Potrzebna jest wstępna przybliżone oszacowanie południka. To może być określona za pomocą magnetycznego kompasu , z istniejącej sieci nadzoru lub przy wykorzystaniu Gyro-teodolit w rozszerzonym trybie śledzenia.
zastosowania
Gyro-teodolity są wykorzystywane przede wszystkim w przypadku braku astronomicznych zabytków gwiazd i GPS . Na przykład, kiedy kanał musi przechodzić pod rzeki, pionowe występy na każdym brzegu może być związany przez tunel poziomy. Żyroskopu-teodolit mogą pracować na powierzchni a następnie jeszcze raz na stopę wałków do identyfikacji kierunki potrzebne do tunelu między podstawą z dwoma wałami. Podczas budowy tunelu pod kanałem , który biegnie pod kanałem La Manche z Francji do Wielkiej Brytanii, Gyro-teodolity zostały wykorzystane do wyrównania tuneli.
ograniczenia
Chociaż żyroskopu-teodolit funkcji na równiku i zarówno w północnej i południowej półkuli, nie mogą być stosowane albo na biegunie północnym lub bieguna południowego , gdzie oś Ziemi jest dokładnie prostopadle do poziomej osi turbinki i południk jest niezdefiniowany , Gyro-teodolity nie są zwykle używane w ciągu około 15 stopni bieguna, ponieważ składnik wschód-zachód rotacji Ziemi jest niewystarczające do uzyskania wiarygodnych wyników.
W przeciwieństwie do sztucznego horyzontu lub systemem nawigacji inercyjnej, żyroskopu-teodolit nie może być przeniesiona, gdy jest on pracuje. Należy ponownie wznowiona w każdym miejscu.
Kiedy dostępne, astronomiczne zabytki usytuowane są w stanie dać południk łożysko lepiej niż sto razy większą dokładność Gyro-teodolit. Gdzie nie jest wymagana ta dodatkowa precyzja, żyroskop-teodolit jest w stanie wyprodukować wynik szybko bez potrzeby nocnych obserwacji.