JPH086258Y2 - 真北測定装置 - Google Patents
真北測定装置Info
- Publication number
- JPH086258Y2 JPH086258Y2 JP1989039971U JP3997189U JPH086258Y2 JP H086258 Y2 JPH086258 Y2 JP H086258Y2 JP 1989039971 U JP1989039971 U JP 1989039971U JP 3997189 U JP3997189 U JP 3997189U JP H086258 Y2 JPH086258 Y2 JP H086258Y2
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- JP
- Japan
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- true north
- gyro
- pendulum
- measuring device
- gyro pendulum
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ジャイロモータの才差運動、いわゆるプレ
セッション振動を利用して真北を測定する真北測定装置
に係り、特に装置内に吊支されたジャイロモータを収納
したジャイロ振子形状の改良に関する。
セッション振動を利用して真北を測定する真北測定装置
に係り、特に装置内に吊支されたジャイロモータを収納
したジャイロ振子形状の改良に関する。
［従来の技術］ 従来から、鋼管，鉄骨等で囲まれたトンネル内や構造
物内における方位測定、あるいは夜間の北極星観測によ
らない効率的な方位測定に用いる装置として、真北測定
装置がある。この真北測定装置は、例えば、第４図及び
第５図で示されるような、ジャイロ振子を利用した装置
Ｇが一般的によく用いられている。この装置Ｇは、装置
本体１の上方に細長な筒体２を延出するように配設し、
この細長な筒体２の頂部付近に取着された吊線取り付け
金具４から、吊線３を吊り下げ、この吊線３の下端にジ
ャイロ振子５が吊支されてる。ジャイロ振子５は、ケー
ス６内にジャイロモータ７を内蔵して構成されている。
このジャイロモータ７のケース６は、一般に、第５図で
示すような角柱形に形成されている。第４図中、符号８
は前記ジャイロモータ７の回転軸であり、ケース６に水
平に固定されており、ジャイロ振子５はクランプ装置９
及びクランプ部材10によって不使用時は固定されてい
る。また符号11は指針で、反射鏡12等を介して目盛り板
13上に指標見口14から視認できるようになっている。
物内における方位測定、あるいは夜間の北極星観測によ
らない効率的な方位測定に用いる装置として、真北測定
装置がある。この真北測定装置は、例えば、第４図及び
第５図で示されるような、ジャイロ振子を利用した装置
Ｇが一般的によく用いられている。この装置Ｇは、装置
本体１の上方に細長な筒体２を延出するように配設し、
この細長な筒体２の頂部付近に取着された吊線取り付け
金具４から、吊線３を吊り下げ、この吊線３の下端にジ
ャイロ振子５が吊支されてる。ジャイロ振子５は、ケー
ス６内にジャイロモータ７を内蔵して構成されている。
このジャイロモータ７のケース６は、一般に、第５図で
示すような角柱形に形成されている。第４図中、符号８
は前記ジャイロモータ７の回転軸であり、ケース６に水
平に固定されており、ジャイロ振子５はクランプ装置９
及びクランプ部材10によって不使用時は固定されてい
る。また符号11は指針で、反射鏡12等を介して目盛り板
13上に指標見口14から視認できるようになっている。
第６図は、上記指標見口14から見える目盛板13及び指
針11を示すもので、このように指標見口14からジャイロ
振子５の才差運動の様子を指針11の左右の振動として捕
らえることができる。ちなみに、ジャイロ振子５の振幅
は水平角度で±５°位の範囲となっている。
針11を示すもので、このように指標見口14からジャイロ
振子５の才差運動の様子を指針11の左右の振動として捕
らえることができる。ちなみに、ジャイロ振子５の振幅
は水平角度で±５°位の範囲となっている。
次に、上記真北測定装置を用いて、真北を測定する操
作について説明する。本体１の下端周縁部には案内軸15
が突設されており、取り付け架台17の上面に形成された
案内軸受け16に上記案内軸15を装着することにより、装
置Ｇはセオドライト上に載置され、セオドライト上部と
ジャイロ装置が一体に動くようになっている。そして、
測定時には先ず、セオドライトの水平及び求心位置を調
節し、次にクランプ装置９を緩め、ジャイロ振子５をフ
リーにし、そのときの指針11が左右対称に振動するよう
に調整して、その振幅を読み取り、もとのようにクラン
プする。その後、ジャイロモータの電源を入力し、再び
ジャイロ振子５をフリーの状態にして才差運動させ（第
５図の矢印Ｂ方向の振動運動）、セオドライトの縦軸を
回転させながら装置Ｇの指針11を目盛り板13の零付近で
常時追尾し、才差運動（プレセッション振動）の反転点
をセオドライトの水平分度目盛り（図示せず）で迅速に
読み取る。第７図は、この才差運動の軌跡を示してい
る。反転点a,b,c,d,eの中央が真北になる。即ち反転点
をｎ（奇数）点測定したときの真北値Ｎは、 で表わされる。上記測定方法は、真北を求める一例であ
り、実際には時間測定法が使用される。
作について説明する。本体１の下端周縁部には案内軸15
が突設されており、取り付け架台17の上面に形成された
案内軸受け16に上記案内軸15を装着することにより、装
置Ｇはセオドライト上に載置され、セオドライト上部と
ジャイロ装置が一体に動くようになっている。そして、
測定時には先ず、セオドライトの水平及び求心位置を調
節し、次にクランプ装置９を緩め、ジャイロ振子５をフ
リーにし、そのときの指針11が左右対称に振動するよう
に調整して、その振幅を読み取り、もとのようにクラン
プする。その後、ジャイロモータの電源を入力し、再び
ジャイロ振子５をフリーの状態にして才差運動させ（第
５図の矢印Ｂ方向の振動運動）、セオドライトの縦軸を
回転させながら装置Ｇの指針11を目盛り板13の零付近で
常時追尾し、才差運動（プレセッション振動）の反転点
をセオドライトの水平分度目盛り（図示せず）で迅速に
読み取る。第７図は、この才差運動の軌跡を示してい
る。反転点a,b,c,d,eの中央が真北になる。即ち反転点
をｎ（奇数）点測定したときの真北値Ｎは、 で表わされる。上記測定方法は、真北を求める一例であ
り、実際には時間測定法が使用される。
この時間測定法は、次のように行なう。即ち、 上記追尾測定と同様に、２点の反転点をとり、近似真
北方向を求めておき、セオドライトの望遠鏡をその方向
に合わせる。次にジャイロ振子を操作して、振動振幅を
目盛り板13内に入れる。指針11の目盛り板13の零通過時
をストップウォッチで計時し、目盛り板13の零よりＲ側
の振幅時間tR及びＬ側の振幅時間tLを測定する。この時
間測定から求めた振幅時間tR，tLと振動振幅量から次の
式により真北を求めることが出来る（即ち、真北（Ｎ）
は、近似真北（Ｎ′）に、真北と近似真北Ｎ′との差Δ
Ｎを加えることにより求めることができる）。
北方向を求めておき、セオドライトの望遠鏡をその方向
に合わせる。次にジャイロ振子を操作して、振動振幅を
目盛り板13内に入れる。指針11の目盛り板13の零通過時
をストップウォッチで計時し、目盛り板13の零よりＲ側
の振幅時間tR及びＬ側の振幅時間tLを測定する。この時
間測定から求めた振幅時間tR，tLと振動振幅量から次の
式により真北を求めることが出来る（即ち、真北（Ｎ）
は、近似真北（Ｎ′）に、真北と近似真北Ｎ′との差Δ
Ｎを加えることにより求めることができる）。
Ｎ＝Ｎ′＋Ｋ・Ｄ・Δｔ … ここで、Ｎは真北,N′は近似真北（即ちセオドライト
で判読した水平方向の角度，又は追尾測定法で得たセオ
ドライトの角度）,Dは目盛り板で読む振動振幅量（即ち
目盛数）,Kは機器の定数（下記式を参照），DRはＲ側振
幅量，DLはＬ側振幅量，Δｔは時間差（Δｔ＝tR−tL）
を表わし、 上記目盛り板で読む振動振幅量Ｄは、式 Ｄ＝（DR＋DL）×1/2 … で求める。
で判読した水平方向の角度，又は追尾測定法で得たセオ
ドライトの角度）,Dは目盛り板で読む振動振幅量（即ち
目盛数）,Kは機器の定数（下記式を参照），DRはＲ側振
幅量，DLはＬ側振幅量，Δｔは時間差（Δｔ＝tR−tL）
を表わし、 上記目盛り板で読む振動振幅量Ｄは、式 Ｄ＝（DR＋DL）×1/2 … で求める。
また近似真北Ｎ′が振動振幅の直線範囲内にあれば、
真北Ｎと近似真北Ｎ′との差ΔＮ（ΔＮ＝Ｎ−Ｎ′）
は、 ΔＮ＝Ｋ・Ｄ・Δｔ … で表わすことができる。
真北Ｎと近似真北Ｎ′との差ΔＮ（ΔＮ＝Ｎ−Ｎ′）
は、 ΔＮ＝Ｋ・Ｄ・Δｔ … で表わすことができる。
第８図は、上述のように、時間測定でもとまった振幅
と、振幅時間を表わしたグラフ図である。第８図中、Δ
t1′は真北と近似真北との時間差、ａはＤ×ｍで表わさ
れる（但し、ｍは１目当たりの振れ角度）。
と、振幅時間を表わしたグラフ図である。第８図中、Δ
t1′は真北と近似真北との時間差、ａはＤ×ｍで表わさ
れる（但し、ｍは１目当たりの振れ角度）。
なお、上記機器の定数（Ｋ）は、２個の近似真北N1，
N2における振動幅（D1，D2）、時間差（Δt1，Δt2）を
測定し、次式で求める。
N2における振動幅（D1，D2）、時間差（Δt1，Δt2）を
測定し、次式で求める。
そして、Ｋは近似真北Ｎ′を約５′〜20′の間隔で数
点の測定を行なって求める。
点の測定を行なって求める。
［考案が解決しようとする課題］ 上記のようにジャイロ振子の才差運動を利用して真北
測定を行なう際には、ジャイロモータを高速回転（1200
0rpm〜24000rpm）させるため、ジャイロモータの自己発
熱等により、僅かな時間のうちに、ジャイロ振子内が70
℃前後の温度に上昇する。このため装置内の温度分布に
バラツキが生じるとともに外気温の影響も受け、装置内
に渦巻状の対流（例えば、第４図中の矢印Ａで示される
ような気流）がどうしても発生してしまう。
測定を行なう際には、ジャイロモータを高速回転（1200
0rpm〜24000rpm）させるため、ジャイロモータの自己発
熱等により、僅かな時間のうちに、ジャイロ振子内が70
℃前後の温度に上昇する。このため装置内の温度分布に
バラツキが生じるとともに外気温の影響も受け、装置内
に渦巻状の対流（例えば、第４図中の矢印Ａで示される
ような気流）がどうしても発生してしまう。
このような対流に対して、ジャイロモータの角柱形の
ケースは、より温度ドリフト等の作用を受け易い。ここ
で温度ドリフトとは、才差運動の際ジャイロ振子に偏っ
た運動を与えるもので、即ち零方向が少しずれてしまう
ことである。殊に、測量機に用いられるジャイロモータ
のケースは、吊持されているために、上下方向より、前
後左右方向に対流の影響を受け易く、微妙な精度を要求
される真北測定に好ましからざる影響を及ぼしていた。
ケースは、より温度ドリフト等の作用を受け易い。ここ
で温度ドリフトとは、才差運動の際ジャイロ振子に偏っ
た運動を与えるもので、即ち零方向が少しずれてしまう
ことである。殊に、測量機に用いられるジャイロモータ
のケースは、吊持されているために、上下方向より、前
後左右方向に対流の影響を受け易く、微妙な精度を要求
される真北測定に好ましからざる影響を及ぼしていた。
本考案の目的は、上記のような対流に対し、ドリフト
等の影響を受けにくいジャイロ振子を提供することにあ
る。
等の影響を受けにくいジャイロ振子を提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本考案に係る真北測定装置
は、ジャイロモータを内蔵したジャイロ振子を機体上部
で支持された吊線によって吊り下げ、前記ジャイロ振子
の才差運動を利用して真北を測定する真北測定装置にお
いて、前記ジャイロ振子の少なくとも側面形状が円筒体
或は球体となるように構成したものである。
は、ジャイロモータを内蔵したジャイロ振子を機体上部
で支持された吊線によって吊り下げ、前記ジャイロ振子
の才差運動を利用して真北を測定する真北測定装置にお
いて、前記ジャイロ振子の少なくとも側面形状が円筒体
或は球体となるように構成したものである。
［作用］ 本考案に係る真北測定装置は、ジャイロモータを内蔵
するジャイロ振子の側面形状を円筒体或は球体にしたた
め、測定中に装置内に対流が発生しても、これに対する
形状抵抗係数が小さくなっており、温度ドリフト等の影
響を軽減することができる。
するジャイロ振子の側面形状を円筒体或は球体にしたた
め、測定中に装置内に対流が発生しても、これに対する
形状抵抗係数が小さくなっており、温度ドリフト等の影
響を軽減することができる。
［実施例］ 以下、図面を参照しながら本考案の実施例について説
明する。なお、以下に説明する部材、配置等は本考案を
限定するものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変
することができるものである。また以下の実施例では、
上記第４図及び第５図で示す従来例と同一部材には同一
符号を付してその説明を省略する。
明する。なお、以下に説明する部材、配置等は本考案を
限定するものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変
することができるものである。また以下の実施例では、
上記第４図及び第５図で示す従来例と同一部材には同一
符号を付してその説明を省略する。
第１図は本考案の第１実施例を示すものであり、第１
図（ａ）は本考案に係る真北測定装置のジャイロ振子20
の斜視図、第１図（ｂ）はこのジャイロ振子20を上方よ
り見た平面図である。
図（ａ）は本考案に係る真北測定装置のジャイロ振子20
の斜視図、第１図（ｂ）はこのジャイロ振子20を上方よ
り見た平面図である。
ジャイロ振子20は、ケース21内にジャイロモータ７を
装着したものであり、本例のジャイロモータ７を収納す
るケース21は中空の円筒体で形成され、このジャイロモ
ータ７の回転軸８の両端が、ケース21の側壁で軸支され
ている。
装着したものであり、本例のジャイロモータ７を収納す
るケース21は中空の円筒体で形成され、このジャイロモ
ータ７の回転軸８の両端が、ケース21の側壁で軸支され
ている。
このため、ジャイロモータ７を高速回転させると、吊
線３で吊支されたジャイロ振子20が矢印Ｂ方向（第１図
（ａ）参照）に才差運動を始めるが、このとき、前述し
たような対流（例えば、第１図（ａ）中、矢印Ａ方向）
が発生してもケース21の形状が吊線方向に円筒形をし
て、側面が対流による抵抗の少ない曲面となっており、
ジャイロ振子20が対流の影響を受けにくくなり、温度ド
リフト等の影響が軽減され、自然な才差運動を図ること
ができる。勿論、吊線３の影響はあるがジャイロ振子の
運動に影響を与えないものが選ばれている。このため、
前記した第７図で示すように、才差運動の軌跡及び反転
点a,b,c,d,eを精確にすることができ、各反転点の中央
の真北を測定する。このように、対流の影響を少なくし
て反転点を精確に位置させることができるので、反転点
をｎ（奇数）点測定したときの真北値Ｎを前記式、 により正確に算出することができる。
線３で吊支されたジャイロ振子20が矢印Ｂ方向（第１図
（ａ）参照）に才差運動を始めるが、このとき、前述し
たような対流（例えば、第１図（ａ）中、矢印Ａ方向）
が発生してもケース21の形状が吊線方向に円筒形をし
て、側面が対流による抵抗の少ない曲面となっており、
ジャイロ振子20が対流の影響を受けにくくなり、温度ド
リフト等の影響が軽減され、自然な才差運動を図ること
ができる。勿論、吊線３の影響はあるがジャイロ振子の
運動に影響を与えないものが選ばれている。このため、
前記した第７図で示すように、才差運動の軌跡及び反転
点a,b,c,d,eを精確にすることができ、各反転点の中央
の真北を測定する。このように、対流の影響を少なくし
て反転点を精確に位置させることができるので、反転点
をｎ（奇数）点測定したときの真北値Ｎを前記式、 により正確に算出することができる。
なお上記例では、追尾測定の例で示したが、時間測定
法によって測定しても、対流の影響を少なくして反転点
を精確に位置させることができるので、振幅時間及び振
幅量が確実になり、前記式、 Ｎ＝Ｎ′＋Ｋ・Ｄ・Δｔ により真北を正確に算出することができる。
法によって測定しても、対流の影響を少なくして反転点
を精確に位置させることができるので、振幅時間及び振
幅量が確実になり、前記式、 Ｎ＝Ｎ′＋Ｋ・Ｄ・Δｔ により真北を正確に算出することができる。
第２図は本考案の第２実施例を示すものであり、本例
のジャイロ振子30は、ジャイロモータ７を収納するケー
ス31の形状を中空円筒体とし、更に、ケース31の上下周
縁部に傾斜面32,32を形成したものである。本例のよう
に円筒の上下周縁部に傾斜面を設けて構成することによ
って、より対流の影響を防止することができる。
のジャイロ振子30は、ジャイロモータ７を収納するケー
ス31の形状を中空円筒体とし、更に、ケース31の上下周
縁部に傾斜面32,32を形成したものである。本例のよう
に円筒の上下周縁部に傾斜面を設けて構成することによ
って、より対流の影響を防止することができる。
また第３図は本考案の第３実施例を示すものであり、
本例のジャイロ振子40は、ケース41の形状を中空球体と
した場合を示すものである。本例のように、ケース41を
球体のケースを用いて構成すると、上記各実施例に比し
てケースの対流に対する影響を大幅に軽減させることが
できる。
本例のジャイロ振子40は、ケース41の形状を中空球体と
した場合を示すものである。本例のように、ケース41を
球体のケースを用いて構成すると、上記各実施例に比し
てケースの対流に対する影響を大幅に軽減させることが
できる。
［効果］ 本考案に係る真北測定装置は、ジャイロモータを内蔵
するジャイロ振子の少なくとも側面形状が円筒体或は球
体からなるように構成しているので、ジャイロ振子が装
置内に発生する対流から受ける抵抗を減少させることが
でき、これにより対流によるジャイロ振子の温度ドリフ
トの影響をなくすことができ、測定精度を向上させるこ
とが可能になる。
するジャイロ振子の少なくとも側面形状が円筒体或は球
体からなるように構成しているので、ジャイロ振子が装
置内に発生する対流から受ける抵抗を減少させることが
でき、これにより対流によるジャイロ振子の温度ドリフ
トの影響をなくすことができ、測定精度を向上させるこ
とが可能になる。
第１図は本考案の第１実施例を示すもので、第１図
（ａ）はジャイロ振子の外観斜視図、第１図（ｂ）はジ
ャイロ振子を上方より見た平面図、第２図は本考案の第
２実施例を示すジャイロ振子の斜視図、第３図は本考案
の第３実施例を示すジャイロ振子の斜視図であり、第４
図は従来の真北測定装置の内部断面図、第５図は第４図
に示される従来の真北測定装置のジャイロ振子の斜視
図、第６図は指標見口から視認される目盛板の拡大図、
第７図はジャイロ振子の才差運動と真北位置との関係を
示す説明図、第８図は時間測定でもとまった振幅と振幅
時間を表わしたグラフ図である。 Ｇ……真北測定装置、１……装置本体、３……吊線、７
……ジャイロモータ 5,20,30,40……ジャイロ振子 6,21、31,41……ケース。
（ａ）はジャイロ振子の外観斜視図、第１図（ｂ）はジ
ャイロ振子を上方より見た平面図、第２図は本考案の第
２実施例を示すジャイロ振子の斜視図、第３図は本考案
の第３実施例を示すジャイロ振子の斜視図であり、第４
図は従来の真北測定装置の内部断面図、第５図は第４図
に示される従来の真北測定装置のジャイロ振子の斜視
図、第６図は指標見口から視認される目盛板の拡大図、
第７図はジャイロ振子の才差運動と真北位置との関係を
示す説明図、第８図は時間測定でもとまった振幅と振幅
時間を表わしたグラフ図である。 Ｇ……真北測定装置、１……装置本体、３……吊線、７
……ジャイロモータ 5,20,30,40……ジャイロ振子 6,21、31,41……ケース。
Claims (1)
- 【請求項１】ジャイロモータを内蔵したジャイロ振子を
機体上部で支持された吊線によって吊り下げ、前記ジャ
イロ振子の才差運動を利用して真北を測定する真北測定
装置において、前記ジャイロ振子の少なくとも側面形状
が円筒体或は球体からなることを特徴とする真北測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989039971U JPH086258Y2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 真北測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989039971U JPH086258Y2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 真北測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02131612U JPH02131612U (ja) | 1990-11-01 |
| JPH086258Y2 true JPH086258Y2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=31549351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989039971U Expired - Lifetime JPH086258Y2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 真北測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086258Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641714A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-06 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Production of phenolic polymer for molding material |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1989039971U patent/JPH086258Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02131612U (ja) | 1990-11-01 |
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