一種利用光纖陀螺測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天體測(cè)量與天體力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、慣性導(dǎo)航技術(shù)、大地測(cè)量學(xué)領(lǐng)域， 可以用于航空、航天、人造衛(wèi)星精密定軌、深空探測(cè)、全球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)研宄等領(lǐng)域，提供一 種利用光纖陀螺測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于地球外部的不同天體和地球內(nèi)部物理機(jī)制的影響，導(dǎo)致地球的自轉(zhuǎn)過(guò)程是不 穩(wěn)定的，通常以地球自轉(zhuǎn)參數(shù)來(lái)描述地球的自轉(zhuǎn)狀態(tài)，包括極移和日長(zhǎng)變化，其中極移是地 球自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地殼的運(yùn)動(dòng)。地極移動(dòng)后，地面測(cè)站的經(jīng)煒度及方位角皆會(huì)隨之而發(fā)生變 化，我們可以通過(guò)測(cè)站上煒度觀測(cè)值的變化來(lái)推導(dǎo)極移的變化。因此，準(zhǔn)確地測(cè)量煒度的變 化對(duì)于航空、航天、地球物理學(xué)的研宄都有著重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
[0003] 從上世紀(jì)70年代以來(lái)，人們開(kāi)始采用空間大地測(cè)量技術(shù)精確監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)的變 化，包括甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)VLBI、人造衛(wèi)星激光測(cè)距技術(shù)SLR、月球激光測(cè)距技術(shù)LLR、 星基多普勒無(wú)線電定位技術(shù)DORIS、全球衛(wèi)星定位技術(shù)GNSS等。而這些技術(shù)具有如下共同 特點(diǎn)：
[0004] 第一，觀測(cè)系統(tǒng)龐大，系統(tǒng)建設(shè)十分復(fù)雜，所需設(shè)備昂貴；
[0005] 第二，需要大范圍的地空聯(lián)測(cè)，且觀測(cè)周期較長(zhǎng)，獲取的數(shù)據(jù)量有限；
[0006] 第三，在成果獲取方面，需要較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)處理時(shí)間，且成果計(jì)算十分復(fù)雜。
[0007] 現(xiàn)階段還有一種利用機(jī)械陀螺儀測(cè)定地球自轉(zhuǎn)參數(shù)的技術(shù)，這種測(cè)定方法，雖然 大大縮短了觀測(cè)的時(shí)間，但機(jī)械陀螺容易受到風(fēng)力、震動(dòng)、溫度等因素的影響，從而影響測(cè) 定地球自轉(zhuǎn)參數(shù)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供一種測(cè)量精度更好的測(cè)量方 法來(lái)測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種利用光纖陀螺測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度的方法，該方法通過(guò)帶有三軸正交光纖陀 螺的光纖陀螺儀來(lái)測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度。
[0011] 該方法的具體步驟為：
[0012] 步驟一，安置儀器：在一條已知測(cè)線的其中一個(gè)測(cè)站點(diǎn)安置光纖陀螺儀，另一測(cè)站 點(diǎn)安置反射棱鏡，打開(kāi)光纖陀螺儀，用光纖陀螺儀的照準(zhǔn)系統(tǒng)精確瞄準(zhǔn)反射棱鏡。
[0013] 步驟二，輸入起始條件：輸入測(cè)站點(diǎn)的煒度值，所瞄準(zhǔn)測(cè)線的真北方位角，光纖陀 螺的標(biāo)定因數(shù)值k;
[0014] 其中，a可由已知點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算得出，k值在儀器出廠時(shí)由生產(chǎn)廠家測(cè)定一般為默 認(rèn)固定值；
[0015]步驟三，三軸正交光纖陀螺測(cè)定角速率值：?jiǎn)?dòng)光纖陀螺，光纖陀螺X依次 在四個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)位置0°、90°、180°、270 °進(jìn)行角速率值采樣，得到對(duì)應(yīng)的角速率值 c0 X>cdX1 > ajX.^c0 X.；
[0016] 步驟四，地球自轉(zhuǎn)角速度解算：采集到的角速率值、叫A、％4與地球自 轉(zhuǎn)角速度分量Q5fe的關(guān)系可表示為如下方程組：：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用光纖陀螺測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度的方法，其特征在于：該方法通過(guò)帶有三軸 正交光纖陀螺的光纖陀螺儀來(lái)測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：該方法的具體步驟為： 步驟一，安置儀器：在一條已知測(cè)線的其中一個(gè)測(cè)站點(diǎn)安置光纖陀螺儀，另一測(cè)站點(diǎn)安 置反射棱鏡，打開(kāi)光纖陀螺儀，用光纖陀螺儀的照準(zhǔn)系統(tǒng)精確瞄準(zhǔn)反射棱鏡； 步驟二，輸入起始條件：輸入測(cè)站點(diǎn)的煒度值響，所瞄準(zhǔn)測(cè)線的真北方位角α，光纖陀 螺的標(biāo)定因數(shù)值k; 步驟三，三軸正交光纖陀螺測(cè)定角速率值：?jiǎn)?dòng)光纖陀螺，光纖陀螺X依次在四個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán) 位置〇°、90°、180°、270°進(jìn)行角速率值采樣，得到轉(zhuǎn)盤(pán)位置0°對(duì)應(yīng)的角速率值 轉(zhuǎn)盤(pán)位置90°對(duì)應(yīng)的角速率值，轉(zhuǎn)盤(pán)位置180°對(duì)應(yīng)的角速率值?^，轉(zhuǎn)盤(pán)位置 270°對(duì)應(yīng)的角速率值iyT1 ; 步驟四，地球自轉(zhuǎn)角速度解算：采集到的角速率值6w與地球自轉(zhuǎn) 角速度分量ωΧε的關(guān)系得：
由此計(jì)算出該測(cè)站點(diǎn)光纖陀螺X測(cè)出的地球自轉(zhuǎn)角速度ωΧε，同理光纖陀螺Υ、光纖陀 螺Z均能夠解算出相應(yīng)的地球自轉(zhuǎn)的角速度分量ω%、ωΖε，最后將求解出三者的矢量和：
即得到最終的地球自轉(zhuǎn)角速度ω^
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的提供了一種利用光纖陀螺測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度的方法，該方法通過(guò)帶有三軸正交光纖陀螺的光纖陀螺儀來(lái)測(cè)定地球自轉(zhuǎn)角速度。該方法的具體步驟為：安置儀器、輸入起始條件、三軸正交光纖陀螺測(cè)定角速率值、地球自轉(zhuǎn)角速度解算：由此可計(jì)算出該測(cè)站點(diǎn)光纖陀螺X測(cè)出的地球自轉(zhuǎn)角速度ωXe，同理光纖陀螺Y、光纖陀螺Z均可解算出相應(yīng)的地球自轉(zhuǎn)的角速度分量ωYe、ωZe，最后將求解出三者的矢量和：即可得到最終的地球自轉(zhuǎn)角速度ωe。
【IPC分類(lèi)】G01C19-72
【公開(kāi)號(hào)】CN104655123
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510030957
【發(fā)明人】楊志強(qiáng), 石震, 馬驥
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)安大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日