船用陀螺罗经.doc

:..目录第一篇船用陀螺罗经 HYPERLINK\l"_Toc"第一章陀螺罗经指北原理 1HYPERLINK\l"_Toc"第一节陀螺仪及其特性 1HYPERLINK\l"_Toc"第二节自由陀螺仪在地球上的视运动 7HYPERLINK\l"_Toc"第三节变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法 9HYPERLINK\l"_Toc"第四节摆式罗经等幅摆动和减幅摆动 14HYPERLINK\l"_Toc"第五节电磁控制式陀螺罗经 20HYPERLINK\l"_Toc"第六节光纤陀螺罗经 21HYPERLINK\l"_Toc"第二章陀螺罗经误差及其消除 24HYPERLINK\l"_Toc"第一节纬度误差(latitudeerror) 24HYPERLINK\l"_Toc"第二节速度误差(speederror) 25HYPERLINK\l"_Toc"第三节冲击误差(ballisticerror) 28HYPERLINK\l"_Toc"第四节其他误差 30第五章磁罗经第一节磁的基本概念HYPERLINK\l"_Toc" 61第二节船用磁罗经HYPERLINK\l"_Toc" 64第三节磁罗经的检查、保管与安装HYPERLINK\l"_Toc" 66第四节船正平时的自差理论HYPERLINK\l"_Toc" 68第五节倾斜自差理论HYPERLINK\l"_Toc" 75第六节罗经自差校正HYPERLINK\l"_Toc" 77第七节自差的测定和自差表计算HYPERLINK\l"_Toc" 83第二篇水声导航仪器第六章回声测深仪HYPERLINK\l"_Toc" 86第一节水声学基础HYPERLINK\l"_Toc" 86第二节回声测深仪原理HYPERLINK\l"_Toc" 87第三节回声测深仪误差HYPERLINK\l"_Toc" 89第四节IES-10型回声测深仪HYPERLINK\l"_Toc" 91第七章船用计程仪HYPERLINK\l"_Toc" 94第一节电磁计程仪HYPERLINK\l"_Toc" 94第二节多普勒计程仪HYPERLINK\l"_Toc" 96第三节声相关计程仪HYPERLINK\l"_Toc" 99第一篇船用陀螺罗经第一章陀螺罗经指北原理陀螺罗经是船舶上指示方向的航海仪器。其基本原理是把陀螺仪的特性和地球自转运动联系起来,自动地找北和指北。描述陀螺罗经指北原理所涉及的内容用式(1-1)表示:陀螺罗经=陀螺仪+地球自转+控制设备+阻尼设备(1-1)第一节 1-转子;2-内环;3-外环;4-固定环;5-基座图1-1 陀螺仪及其特性一. 陀螺仪的定义与结构凡是能绕回转体的对称轴高速旋转的刚体都可称为陀螺。所谓回转体是物体相对于对称轴的质量分布有一定的规律,是对称的。常见的陀螺是一个高速旋转的转子。回转体的对称轴叫做陀螺转子主轴,或称极轴。转子绕这个轴的旋转称为陀螺转子的自转。陀螺转子主轴相当于一个指示方向的指针,如果这个指针能够稳定地指示真北,陀螺仪就成为了陀螺罗经。如图1-1所示,一个陀螺用一个内环(视其水平放置,也可称水平环)支承起来,在自转轴(主轴)水平面内,与主轴相垂直的方向上,用水平轴将内环支承在外环(垂直环)上,而外环则用与水平轴相垂直的垂直轴支承在固定环及基座上。把高速旋转的陀螺安装在这样一个悬挂装置上,使陀螺主轴在空间具有一个或两个转动自由度,就构成了陀螺仪。可以看出高速旋转的转子及其支承系统是构成陀螺仪的两个要素。实用罗经中,陀螺仪转子的转速都是每分钟几千转到每分钟几万转。陀螺仪的支承系统应具有这样的特点,即它应保证主轴在方位上指任何方向,在高度上指示任何高度,总之,能指空间任何方向。由此,我们可以将陀螺仪概述为:陀螺转子借助于悬挂装置可使其主轴指空间任意方向,这种仪器就叫陀螺仪。实用陀螺仪,其转子、内环及外环等相对主轴、水平轴以及垂直轴都是对称的,无论几何形体或质量都是对称的。重心与几何中心相重合的陀螺仪称为平衡陀螺仪。不受任何外力矩作用的陀螺仪称为自由陀螺仪。工程上应用的都是自由陀螺仪。陀螺仪的转子能绕一个轴旋转,它就具备了一个旋转自由,也就是具有一个自由度。像图1-1所示的陀螺仪,具有三个自由度,一是转子绕OX轴作自转运动,一是转子连同内环绕OY轴(水平轴)转动,一是转子连同内环和外环绕OZ轴(垂直轴)转动。这种结构使转子主轴可指空间任意方向。三轴交点O为陀螺仪的中心点,陀螺仪的重心位于O点。所以它具有三个自由度,称为三自由度陀螺仪。应当明确地指出,把陀螺仪定义为陀螺及其悬挂装置的总体是经典的定义,是有局限性的。科学技术发展表明,有许多物理现象可以用来保持给定的方位,并能够测量载体的转动,即能产生陀螺效