CN101451840B

CN101451840B - 一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪及其实现方法

Info

Publication number: CN101451840B
Application number: CN2008101898045A
Authority: CN
Inventors: 张学庄
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2028-12-31
Also published as: CN101451840A

Abstract

本发明公开了一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪及其实现方法。该陀螺经纬仪包括陀螺电源和陀螺马达；所述的陀螺电源为所述的陀螺马达提供三相交流电压或一路直流电压；其特征在于，所述的陀螺经纬仪还包括一个用于控制所述三相交流电压相序改变、或控制所述一路直流电源极性改变的控制单元。该方法为：通过改变陀螺经纬仪内陀螺马达的供电电源的相序或极性，实现陀螺马达的正转和反转切换，从而实现陀螺经纬仪寻北和寻南功能的切换。使用本方法制造或改装好的陀螺经纬仪进行定向时，不受测量控制点点位设置与周围环境的影响，即在各种环境下都可以进行测量，解决了陀螺经纬仪定向中，长期存在的一个影响定向测量工作的问题。

Description

一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪及其实现方法

技术领域

本发明属于电子及仪表技术领域，涉及一种一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪及其实现方法。

背景技术

在进行陀螺经纬仪定向操作时，首先是寻北，找到北方向后，任一边的方位角就可确定。在定向测量现场，如用陀螺经纬仪寻北，按照准部不动的中天法、时差法与多点测时法寻北时，操作人员通常要站立在陀螺经纬仪正南方，以便将经纬仪望远镜照准到近似北方向，即将陀螺分划板零位设置在近似北方向，并且在陀螺仪的物镜中观察陀螺光标的运动，以便进行锁定、启动陀螺、下放陀螺、限幅、跟踪、读数、计时等等操作。假如陀螺经纬仪的正南方不可能站人，将使定向测量难于进行；例如，在地铁或矿山的地下巷道中定向时，测量控制点设置在地铁盾构法掘进的东西向巷道的南边预置构件上，另外，在狭小的空间和浓密的森林中，在通视不良的地方定向，都可能产生难于测量或不能测量的情况，除非改变测量方案，迁站等等。

从仪器方面考虑，有的专利采用在陀螺仪上装摄像头加显示屏代替人眼观察分划板，但是不能代替照准目标；就是最先进的一键寻北的完全自动化陀螺经纬仪寻北，或是自动化程度较高的陀螺经纬仪，虽然寻北过程自动化了，还是有一些照准目标和其他操作要进行，上述问题并未完全解决。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是提供一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪及其实现方法，能实现陀螺经纬仪寻北和寻南功能的快速和简便切换，而且保证寻北或寻南的精度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪，包括陀螺电源和陀螺马达；所述的陀螺电源为所述的陀螺马达提供三相交流电压或一路直流电压；其特征在于，所述的陀螺经纬仪还包括一个用于控制所述三相交流电压相序改变、或控制所述一路直流电源极性改变的控制单元。

所述的陀螺马达为三相陀螺马达，所述的控制单元为串接在所述的陀螺电源和三相陀螺马达任两相电路之间的双刀双掷开关；该双刀双掷开关同一侧的两个触点分别接x和y相，另一侧的两个触点分别接y相和x相，所述的x相和y相为三相中的任意两相。

所述的陀螺马达为三相陀螺马达，所述的陀螺电源是由微处理器产生三相信号，再由数字功率放大器输出至三相陀螺马达，所述的控制单元受所述的微处理器控制。

所述的控制单元在所述的微处理器中，与改变相序的按键连接。

所述的陀螺马达为直流陀螺马达，所述的控制单元为串接在所述的陀螺电源和直流陀螺马达之间的双刀双掷开关；该双刀双掷开关同一侧的两个触点分别接正极和负极，另一侧的两个触点分别接负极和正极。

一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪的实现方法，其特征在于，通过改变陀螺经纬仪内陀螺马达的供电电源的相序或极性，实现陀螺马达的正转和反转切换，从而实现陀螺经纬仪寻北和寻南功能的切换。

本发明相对于现有技术的改进之处在于：在可以寻北的陀螺经纬仪增加可以寻南的功能。当现场条件不允许作寻北测量时，可以站在相对的方向，进行寻南测量，同样达到定向的目的。

其工作原理是：陀螺仪测出的过测站的子午线的南北方向严格相差180°，同一台陀螺经纬仪，作寻南测量不影响定向结果和定向精度。

一种具有寻北功能的陀螺经纬仪，由陀螺仪、经纬仪与陀螺电源控制器等构成，其特征是在陀螺电源控制器的面板上增加一个控制陀螺马达正转与反转的两位置开关，面板上分别注记为“寻北”与“寻南”即可；

控制陀螺马达的正转或反转的开关的接法，对于用三相400Hz电源给陀螺马达供电的陀螺经纬仪，将三相电源输出的三条线中的两条线用双刀双掷开关交换相序再给陀螺马达供电，即可令马达在正转和反转之间切换；对于采用直流陀螺马达的陀螺经纬仪，只需要给陀螺直流马达供电的两条电源线的极性转换即可令马达正转或反转互相切换；这两种陀螺电源控制器面板上的开关由人工扳动，达到陀螺经纬仪进行指北或指南的目的，见附图1。

当陀螺马达的电源是由微处理器产生三相400Hz信号，由数字功率放大器输出至马达时，控制陀螺马达的正转或反转的方法将不用三相电源相序转换开关及人工扳动开关操作，由人工或人工控制掌上电脑上的按键或自动按程序进行，控制微处理器，改变产生的三相400Hz信号的相序，达到使陀螺马达正转或反转，实现指北或指南的目的。

有益效果：

本发明巧妙的应用以下原理来解决长期在现场出现的问题：陀螺仪测出的过测站的子午线的南北方向严格相差180°，同一台陀螺经纬仪，作寻南测量不影响定向结果和定向精度。使用本方法制造或改装好的陀螺经纬仪进行定向时，不受测量控制点点位设置与周围环境的影响，即在各种环境下都可以进行测量，解决了陀螺经纬仪定向中，长期存在的一个影响定向测量工作的问题；大大节省了巷道中测量控制点的设计，布设和定向时间；大大减少了测量施工方与监理方在定向测量监理方面的协调时间，减少了在地铁或隧道定向现场其它工作的停工损失。

另外，还增加了客观的定向测量检核。

本发明构思巧妙，解决了长期以来的没有解决的技术问题，而且实现手段简单，陀螺仪的结构简单、可靠性高。

附图说明

图1为本发明的实施例1的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

参照图1，图1是相序转换开关的接线图，陀螺经纬仪包括三相400Hz陀螺电源1、三相陀螺马达2和以上两者之间的串接的双刀双掷切换开关。

备好陀螺经纬仪与陀螺电源1；在陀螺电源控制器的面板上的适当位置，安装好双刀双掷开关，参照图1，将该开关接入给陀螺马达供电的线路中；在陀螺电源控制器的面板上，注记好“寻北”“寻南”即可。

对于使用直流陀螺马达的陀螺经纬仪，同样按上述方法，装好开关，将“+”“-”供电线转换极性后给马达供电即可。

对于用微处理器产生三相400Hz信号，由数字功率放大器输出至马达时，用人工控制掌上电脑上的按键或自动按程序进行，控制微处理器，改变产生的三相信号的相序，达到使陀螺马达正转或反转，实现指北或指南的目的。

Claims

1.一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪，包括陀螺电源和陀螺马达；所述的陀螺电源为所述的陀螺马达提供三相交流电压或一路直流电压；其特征在于，

所述的陀螺经纬仪还包括一个用于控制所述三相交流电压相序改变、或控制所述一路直流电源极性改变的控制单元；

所述的陀螺马达为三相陀螺马达，所述的控制单元为串接在所述的陀螺电源和三相陀螺马达任两相电路之间的双刀双掷开关；该双刀双掷开关同一侧的两个触点分别接x和y相，另一侧的两个触点分别接y相和x相，所述的x相和y相为三相中的任意两相；

或者，所述的陀螺马达为三相陀螺马达，所述的陀螺电源是由微处理器产生三相信号，再由数字功率放大器输出至三相陀螺马达，所述的控制单元受所述的微处理器控制；所述的控制单元在所述的微处理器中，与改变相序的按键连接;

或者，所述的陀螺马达为直流陀螺马达，所述的控制单元为串接在所述的陀螺电源和直流陀螺马达之间的双刀双掷开关；该双刀双掷开关同一侧的两个触点分别接正极和负极，另一侧的两个触点分别接负极和正极。

2.一种集成寻北和寻南功能的陀螺经纬仪的实现方法，其特征在于，通过改变陀螺经纬仪内陀螺马达的供电电源的相序或极性，实现陀螺马达的正转和反转切换，从而实现陀螺经纬仪寻北和寻南功能的切换。