光纤陀螺经纬仪及其寻北方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103292801A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103292801103292801A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310203734.5(22)申请日2013.05.28(71)申请人中国船舶重工集团公司第七0七研究所地址300131天津市红桥区丁字沽一号路268号申请人天津七所精密机电技术有限公司(72)发明人袁士龙吴俊杰程志伟邱宇亮王磊(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人王倩(51)Int.Cl.G01C19/72(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图5页附图5页(54)发明名称光纤陀螺经纬仪及其寻北方法(57)摘要本发明涉及一种光纤陀螺经纬仪及其寻北方法，光纤陀螺经纬仪包括光纤陀螺和经纬仪，本发明中的经纬仪涵盖全站仪。光纤陀螺安装在经纬仪的水平旋转部，该光纤陀螺闭合光路法向与经纬仪水平旋转轴垂直，经纬仪底座固定部分外侧安装一个经纬仪底座齿轮，该经纬仪底座齿轮通过齿轮组连接一个安装在经纬仪水平旋转部上的驱动马达。光纤陀螺经纬仪寻北方法包括动态寻北和静态寻北。本发明是一种结构紧凑、体积小、重量轻、适合单人携带在地形复杂地区使用的光纤陀螺经纬仪。本仪器及其寻北方法具有操作简单、快捷、一键寻北、便于使用等优点。此外，本光纤陀螺经纬仪适用范围广泛，军民两用，可用于确立北向基准、矿山和大地测量、军事测量等。CN103292801ACN103298ACN103292801A权利要求书1/2页1.一种光纤陀螺经纬仪，包括光纤陀螺和经纬仪，其特征在于：光纤陀螺安装在经纬仪的水平旋转部，该光纤陀螺闭合光路法向与经纬仪水平旋转轴垂直，经纬仪底座固定部分外侧安装一个经纬仪底座齿轮，该经纬仪底座齿轮通过齿轮组连接一个安装在经纬仪水平旋转部上的驱动马达。2.根据权利要求1所述的光纤陀螺经纬仪，其特征在于：所述的经纬仪水平旋转部安装测量控制模块，该测量控制模块与驱动马达电连接。3.根据权利要求1所述的光纤陀螺经纬仪，其特征在于：所述的齿轮组包括主动摩擦轮、从动摩擦轮以及驱动齿轮，驱动马达的电机轴同轴连接主动摩擦轮，该主动摩擦轮联动从动摩擦轮，该从动摩擦轮同轴连接驱动齿轮，该驱动齿轮啮合连接经纬仪底座齿轮。4.根据权利要求2所述的光纤陀螺经纬仪，其特征在于：所述的经纬仪上安装一个或多个外罩，光纤陀螺、驱动马达、齿轮组、经纬仪底座齿轮以及测量控制模块均位于外罩内部。5.根据权利要求1所述的光纤陀螺经纬仪，其特征在于：所述的经纬仪涵盖全站仪。6.一种如权利要求1所述的光纤陀螺经纬仪的寻北方法，其特征在于：包括静态寻北方法和动态寻北方法。7.根据权利要求6所述的光纤陀螺经纬仪的寻北方法，其特征在于：所述的光纤陀螺经纬仪静态寻北方式为：首先，测量对准目标时的光纤陀螺的输出及经纬仪水平旋转部的水平角度输出，第一点采集完毕后，通过测量控制模块启动驱动马达，通过主动摩擦轮、从动摩擦轮带动驱动齿轮，与经纬仪底座齿轮咬合的驱动齿轮带动经纬仪水平旋转部水平转动，转动过程中测量经纬仪水平旋转部的水平角度输出，与测量控制模块及经纬仪底座、经纬仪底座齿轮、驱动齿轮、驱动马达、主动摩擦轮、从动摩擦轮形成闭环控制，到达指定位置后测量控制模块关闭驱动马达，开始第二点采集，第二点采集完毕重复上述过程，直至解算要求的所有位置采集完毕，测量控制模块解算寻北结果，并将寻北结果输出到经纬仪水平旋转部，寻北结束。8.根据权利要求6所述的光纤陀螺经纬仪寻北方法，其特征在于：所述的光纤陀螺经纬仪动态寻北方式为：首先，测量对准目标时的光纤陀螺的输出及经纬仪水平旋转部的水平角度输出，采集完毕后开始动态寻北，通过测量控制模块启动驱动马达，通过主动摩擦轮、从动摩擦轮带动驱动齿轮，与经纬仪底座齿轮咬合的驱动齿轮带动经纬仪水平旋转部水平匀速转动，转动过程中测量经纬仪水平旋转部的水平角度输出及光纤陀螺的输出；经纬仪水平旋转部的水平角度输出与测量控制模块及经纬仪底座、经纬仪底座齿轮、驱动齿轮、驱动马达、主动摩擦轮、从动摩擦轮形成闭环控制，同时控制光纤陀螺及经纬仪水平旋转部的水平旋转速度和旋转角度，光纤陀螺旋转360度后测量控制模块关闭驱动马达，依据光纤陀螺旋转360度的全部输出，测量控制模块解算寻北结果，并将寻北结果输出到经纬仪水平旋转部，寻北结束；在光纤陀螺经纬仪动态寻北方式下，根据不同的精度要求，可采用转动多周的方法，即水平转动的角度为N×360度（N=1，2，3，···），在水平旋转过程中，测量光纤陀螺的输出，旋转结束后解算寻北结果，并将寻北结果输出到经纬仪水平旋转部，寻北结束。9.根据权利要求7所述的光纤陀螺经纬仪寻北方法，其特征在于：在光