陀螺罗经误差及消除课件

陀螺罗经误差及消除第二章第二章 误差及消除误差及消除纬度误差纬度误差速度误差速度误差冲击误差冲击误差其他误差其他误差陀螺罗经误差及消除纬度误差纬度误差一一.纬度误差产生的原因：纬度误差产生的原因：垂直轴阻尼法是纬度误差产生的根本原因主轴在垂直轴阻尼法是纬度误差产生的根本原因主轴在r点点获得稳定的物理意义获得稳定的物理意义 ：(1)相对于水平面达到平衡相对于水平面达到平衡:V1=u3 (2)相对于子午面达到平衡相对于子午面达到平衡:V2=u2 MHtgMMrDr2YrKH2tgKKYZr垂直轴阻尼法是纬度误差产生的根本原因垂直轴阻尼法是纬度误差产生的根本原因 陀螺罗经误差及消除二二.纬度误差的大小与方向：纬度误差的大小与方向：由：由：V1=u3 , V2=u2 有：有：H 1 r=MDr H 2=M r 求得：求得： r =MD/M tg 误差大小与罗经的结构参数有关，且误差大小与罗经的结构参数有关，且随纬度的增大而增大。随纬度的增大而增大。 北纬偏东误差，南纬偏西误差。北纬偏东误差，南纬偏西误差。 采用短轴阻尼法的罗经才有的误差采用短轴阻尼法的罗经才有的误差陀螺罗经误差及消除三三.补偿法补偿法外补偿法：转动罗经基线或刻度盘外补偿法：转动罗经基线或刻度盘 内补偿法：对罗经施加补偿力矩，内补偿法：对罗经施加补偿力矩，使主轴返回子午面使主轴返回子午面两种方法下主轴稳定位置的区别？两种方法下主轴稳定位置的区别？ 补偿力矩的施加方案补偿力矩的施加方案 A.施加垂直轴补偿力矩施加垂直轴补偿力矩 (Sperry MK37型 )B.施加水平轴补偿力矩施加水平轴补偿力矩 (阿玛勃朗10型 )陀螺罗经误差及消除速度误差速度误差(speed error)一定义：一定义： 船舶作恒速恒向航行时，罗经主轴的稳定船舶作恒速恒向航行时，罗经主轴的稳定位置与罗经在静止基座上主轴的稳定位置之位置与罗经在静止基座上主轴的稳定位置之间在方位上的偏差角间在方位上的偏差角. 影响因素：影响因素：V、C、陀螺罗经误差及消除二.产生原因图图23陀螺罗经误差及消除船舶运动速度产生新的牵连动分量 CVVCVVENsincos(引起主轴作进动 新的视运动V3)(实际通常忽略)船舶在地球上牵连动角速度在地理坐标中的分量tgRVRVRVeEZeNWeEN210陀螺罗经误差及消除三.速度误差的物理实质 航速的北向分量航速的北向分量船舶所在的水平面 的北半部向下偏转陀螺仪主轴产生 向上的视运动主轴向西偏离一个方位角注:本例为北半球航行船舶且具有北向分速度时的情况陀螺罗经误差及消除四.大小及特性在上图中根据在上图中根据V1=V3,有 eNrveERVRV)(1CVRCVRCVRCVeeeervsincoscossincos1cos5cos3 .57cos900coscoscosCVCVRCVeerv(度度)陀螺罗经误差及消除速度误差的特点速度误差的特点1.任何罗经均会产生速度误差。仅取决于航速（任何罗经均会产生速度误差。仅取决于航速（V）、）、航向（航向（C）、和地理纬度（）、和地理纬度（ ），与罗经结构参数无），与罗经结构参数无关。关。2.随船速（随船速（V） 、纬度（、纬度（ ）的增大而增大。）的增大而增大。3.航向偏北，航向偏北，rv0,西误差；西误差； 航向偏南，航向偏南， rv0,东误差。东误差。 东西航向无误差，南北航向误差最大。东西航向无误差，南北航向误差最大。陀螺罗经误差及消除五.速度误差消除1.速度误差校正表速度误差校正表把把rv按不同的航速按不同的航速V航向航向C和地纬度和地纬度计算后绘成表格或图表计算后绘成表格或图表的形式的形式,以便使用罗经时查用。以便使用罗经时查用。使用时注意使用时注意: （1）据航速、航向和纬度来查速度误差值。）据航速、航向和纬度来查速度误差值。 （2）在书中的表上，按航海习惯规定：正号为东差；负号）在书中的表上，按航海习惯规定：正号为东差；负号为西差。为西差。 （3）真航向罗经航向速度误差）真航向罗经航向速度误差 （4）若表中无对应的）若表中无对应的V、C和纬度时，可用内插法或选取与和纬度时，可用内插法或选取与其接近的数值。其接近的数值。2.外补偿法外补偿法转动罗经基线或刻度盘转动罗经基线或刻度盘 3.内补偿法内补偿法 施加垂直轴补偿力矩，产生施加垂直轴补偿力矩，产生V1以抵消以抵消V3 陀螺罗经误差及消除冲击误差冲击误差一定义一定义船舶作机动航行时由于作机动航行的加速度引起船舶作机动航行时由于作机动航行的加速度引起的惯性力作用于陀螺罗经上而使主轴偏离其稳定的惯性力作用于陀螺罗经上而使主轴偏离其稳定位置所产生的误差位置所产生的误差B。二冲击误差的分类二冲击误差的分类第一类冲击误差：惯性力作用于控制设备上（第一类冲击误差：惯性力作用于控制设备上（BI）第二类冲击误差：惯性力作用于阻尼设备上第二类冲击误差：惯性力作用于阻尼设备上（BII）陀螺罗经误差及消除第一类冲击误差第一类冲击误差设船舶在北纬某处，航向为设船舶在北纬某处，航向为C作加速机动航行。作加速机动航行。 机动前的航速为机动前的航速为V1，则主轴的稳定位置为，则主轴的稳定位置为 1 机动后的航速为机动后的航速为V2，则主轴的稳定位置为，则主轴的稳定位置为 2船舶机动末了时刻主轴的位置为船舶机动末了时刻主轴的位置为A点点速度误差之差：速度误差之差：冲击位移：冲击位移： coscoscos)(1212eeNeervrvrvRVRCVVNZVHgMCVHgMBcos陀螺罗经误差及消除主轴冲击进动的三种情况主轴冲击进动的三种情况 1.当船舶机动终了时当船舶机动终了时,主轴正好进动到新的稳定位置主轴正好进动到新的稳定位置r2, 图图26陀螺罗经误差及消除2.当船舶机动终了时当船舶机动终了时,尚未由尚未由r1转向转向r2,落后于落后于r2位于位于1的位置的位置 图图27陀螺罗经误差及消除3.船舶机动终了时船舶机动终了时,主轴的进动超过了主轴的进动超过了r2而抵达而抵达1处处 图图28陀螺罗经误差及消除舒拉条件：不产生第一类冲击误差的条件 或或: =0 （罗经的设计纬度）（罗经的设计纬度）结论：结论： 当摆式罗经的等幅摆动周期等于当摆式罗经的等幅摆动周期等于84.4分钟时，分钟时， 在船舶机动持续时间内罗经主轴将由旧的稳定位置非在船舶机动持续时间内罗经主轴将由旧的稳定位置非周期地过渡到新的稳定位置而不产生第一类冲击误差周期地过渡到新的稳定位置而不产生第一类冲击误差 min4 .842210gRMHTe陀螺罗经误差及消除第一类冲击误差的特点及补偿法第一类冲击误差的特点及补偿法 1.发生在机动终了时刻发生在机动终了时刻 2.当当3.当当 约约1小时左右自动消失小时左右自动消失 00B时00B时) 1coscos)(012rvrvIBB的变化规律是：往北加速时，当航行纬度小于的变化规律是：往北加速时，当航行纬度小于设计纬度时为西误差；大于设计纬度时为东误设计纬度时为西误差；大于设计纬度时为东误差；往南加速时情况与之相反差；往南加速时情况与之相反。一般不设校正装置一般不设校正装置 陀螺罗经误差及消除第二类冲击误差第二类冲击误差 1定义：（强调是惯性力作用于陀螺罗经的阻尼设定义：（强调是惯性力作用于陀螺罗经的阻尼设备上引起的）备上引起的） 2特点特点:（1） 在机动终了后四分之一阻尼周期达最大值，在机动终了后四分之一阻尼周期达最大值，约约1小时后自动消失。小时后自动消失。 （2）对摆式罗经而言，与纬度无关，往北加速时）对摆式罗经而言，与纬度无关，往北加速时为东差；往南加速时为西差为东差；往南加速时为西差陀螺罗经误差及消除3.第二类冲击误差的补偿法：第二类冲击误差的补偿法：高于和等于设计纬度时，高于和等于设计纬度时， BI与与BII符号相同，符号相同，B=BI+BII， 可关闭阻尼器，减小总的冲击误差。可关闭阻尼器，减小总的冲击误差。 低于设计纬度时，低于设计纬度时， BI与与BII符号相反，符号相反， B=BIBII， 不关闭阻尼器，减小总的冲击误差。不关闭阻尼器，减小总的冲击误差。 可以将设计纬度定为可以将设计纬度定为60，则船舶大部分时，则船舶大部分时间使航行在低于设计纬度状态，因此可以不装间使航行在低于设计纬度状态，因此可以不装阻尼开关阻尼开关 。陀螺罗经误差及消除其他误差其他误差摇摆误差基线误差陀螺罗经误差及消除摇摆误差摇摆误差一一.定义：定义：当船舶摇摆时，由于船舶摇摆加速度引起的惯性力当船舶摇摆时，由于船舶摇摆加速度引起的惯性力作用于单转子罗经的控制设备上而使主轴偏离其稳作用于单转子罗经的控制设备上而使主轴偏离其稳定位置所产生的误差。定位置所产生的误差。二二.特点：特点：与罗经的结构参数、罗经的安装位置、船舶的摇摆与罗经的结构参数、罗经的安装位置、船舶的摇摆姿态、地理纬度和船舶的摇摆方向等参数有关。姿态、地理纬度和船舶的摇摆方向等参数有关。在象限航向上航行且横摇时，摇摆误差最大。在象限航向上航行且横摇时，摇摆误差最大。陀螺罗经误差及消除三、摇摆误差的消除：三、摇摆误差的消除：下重式（安许茨）罗经：采用双转子。下重式（安许茨）罗经：采用双转子。液体连通器（斯伯利）罗经：采用高粘性的硅油。液体连通器（斯伯利）罗经：采用高粘性的硅油。电控式罗经：采用在强阻尼电磁摆内设置高粘性电控式罗经：采用在强阻尼电磁摆内设置高粘性硅油。硅油。总的消除原则总的消除原则:增长陀螺球的摇摆周期增长陀螺球的摇摆周期陀螺罗经误差及消除基线误差基线误差一一.定义：定义：罗经的基线与船舶首尾线不平行引起的读数罗经的基线与船舶首尾线不平行引起的读数误差。包括主罗经基线误差、分罗经基线误误差。包括主罗经基线误差、分罗经基线误差和传向误差。差和传向误差。二二.特点：特点： 大小、符号不随时间、航向而变化，与罗经大小、符号不随时间、航向而变化，与罗经本身无关本身无关,是固定值，又称为固定误差。是固定值，又称为固定误差。 陀螺罗经误差及消除三三.消除方法（大于消除方法（大于0.5时）时）消除步骤：消除步骤：（1）先消除分罗经基线误差）先消除分罗经基线误差 （2）后消除主罗经基线误差）后消除主罗经基线误差 基线偏左舷，罗方位基线偏左舷，罗方位真方位，西误差。真方位，西误差。罗经误差的修正公式：罗经误差的修正公式：真航向（真航向（TC）=罗航向（罗航向（CC）误差（误差（C） （东误差取（东误差取+，西误差取，西误差取-）