套用
陀螺經緯儀定向可用於:為井下某一水平定向;在經緯儀導線中每隔一段距離測一條導線邊的坐標方位角,使導線成為方向附合導線,可控制測角誤差的積累;礦山、隧道等大型地下工程測量的定向;在蔭蔽地區測量的定向。
立井定向測量需要傳遞坐標時,在井筒中懸掛一根鋼絲垂線,地面測出該鋼絲的坐標;井下在鋼絲垂線與陀螺定向邊之間測設導線,按導線計算方法計算該導線各點的坐標。
陀螺定向的外業觀測,主要是測某邊的陀螺方位角。為了求得井下某導線邊的坐標方位角,須按一定的定向程式進行。
定向程式
(1)在地面已知坐標方位角邊上測定儀器常數。將陀螺經緯儀安置在地面近井點C上(圖1a),測出CD邊的陀螺方位角T,已知CD邊的坐標方位角α,則儀器常數△為:
△=A-T=α+γ-T
式中γ為C點子午線收斂角,根據C點高斯平面直角坐標求得。C點在中央子午線以東γ為正,以西為負。
(2)在井下定向邊上測量陀螺方位角。如圖1b,ab為井下定向邊,用陀螺經緯儀測出其陀螺方位角T,則該邊的坐標方位角為:
α=A-γ=T+△-γ
式中γ為a點子午線收斂角。
(3)在地面上再次測定儀器常數,以提高測量精度並進行檢核。用儀器常數平均值參與計算。
測量陀螺方位角2~3次,用兩次測量結果的差值進行校核。
陀螺方位角測量
如圖2,陀螺經緯儀安置在測站點C上,用望遠鏡照準D點並讀取水平度盤讀數M,稱測線方向值。陀螺運轉後,通過陀螺軸的擺動觀測,求出望遠鏡視準軸指向陀螺子午線方向的度盤讀數NT,稱陀螺子午線 (或陀北)方向值。該邊的陀螺方位角為T=M-N。依測量陀螺子午線方向值NT的方法不同,分逆轉點法、中天法等。
發展
立井幾何定向占用井筒影響生產,而且工作組織複雜,精度較低,特別在井筒深度大時,更難保證精度。陀螺經緯儀定向可以克服這些缺點,且可在任一地點進行定向。陀螺經緯儀約在20世紀50年代研製出來,並用於礦井定向。中國70年代開始用於礦井定向,80年代得到很大發展,現已廣泛套用。在保證儀器的穩定性和定向精度的條件下,儀器向防爆型及小型化、自動化方向發展。