第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除

1、 第一節(jié) 緯度誤差 第二節(jié) 速度誤差 第三節(jié) 沖擊誤差 第四節(jié) 其他誤差 概 述 陀螺羅經(jīng)誤差：陀螺羅經(jīng)的主軸在方位上偏離地理真北方向的角度。 陀螺羅經(jīng)誤差有：緯度誤差、速度誤差、沖擊誤差、搖擺誤差、基線誤差。 采用采用垂直軸阻尼的羅經(jīng)垂直軸阻尼的羅經(jīng)，其主軸指北端的穩(wěn)定，其主軸指北端的穩(wěn)定位置不在子午面內(nèi)，而是偏離子午面一個(gè)角度位置不在子午面內(nèi)，而是偏離子午面一個(gè)角度 ，該角度在羅經(jīng)參數(shù)，該角度在羅經(jīng)參數(shù)M M、M MD D確定后，將隨羅確定后，將隨羅經(jīng)所在地理緯度的正切變化而變化經(jīng)所在地理緯度的正切變化而變化 ，故稱為故稱為緯度誤差緯度誤差。 第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差

2、及其消除一、一、緯度誤差的定義：緯度誤差的定義：= -MD/Mtan = -H2/M E W r二、緯度誤差產(chǎn)生的原因二、緯度誤差產(chǎn)生的原因垂直軸阻尼法是緯度誤差產(chǎn)生的根本原因垂直軸阻尼法是緯度誤差產(chǎn)生的根本原因V2u2ru3u2V2ru3V1（方位誤差）（方位誤差）MM三、三、緯度誤差的大小與方向緯度誤差的大小與方向由：由：V1=u3 , V2=u2有：有：H 1 1 r=MDr H 2 2=-M r 求得求得： r =-MD/M tan EW ru2V2ru3V1 方位誤差方位誤差北緯四、緯度誤差的性質(zhì)四、緯度誤差的性質(zhì)r =-MD/M tg1.采用垂直軸阻尼法的羅經(jīng)所具有的誤差。采用垂直

3、軸阻尼法的羅經(jīng)所具有的誤差。2.北緯偏東誤差，南緯偏西誤差。北緯偏東誤差，南緯偏西誤差。3.誤差大小隨緯度的增大而增大。誤差大小隨緯度的增大而增大。（E）（W） ru2V2 ru3V1 方位誤差方位誤差南緯南緯1.外補(bǔ)償法外補(bǔ)償法：轉(zhuǎn)動(dòng)羅經(jīng)基線或刻度盤，使基：轉(zhuǎn)動(dòng)羅經(jīng)基線或刻度盤，使基 線與轉(zhuǎn)動(dòng)的角度等于誤差值，線與轉(zhuǎn)動(dòng)的角度等于誤差值， 或羅經(jīng)刻度盤使其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或羅經(jīng)刻度盤使其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度 與緯度誤差等值反向。與緯度誤差等值反向。2.內(nèi)補(bǔ)償法內(nèi)補(bǔ)償法：對(duì)羅經(jīng)：對(duì)羅經(jīng)施加補(bǔ)償力矩施加補(bǔ)償力矩，使主，使主 軸返回子午面。軸返回子午面。兩種方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？兩種方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？外

4、補(bǔ)償法僅從羅經(jīng)刻度盤中扣除誤差值，并外補(bǔ)償法僅從羅經(jīng)刻度盤中扣除誤差值，并未改變羅經(jīng)主軸的穩(wěn)定位置；內(nèi)補(bǔ)償法從根未改變羅經(jīng)主軸的穩(wěn)定位置；內(nèi)補(bǔ)償法從根本上消除了誤差。本上消除了誤差。五、五、緯度誤差緯度誤差的消除的消除00Nv補(bǔ)償力矩的施加方案：補(bǔ)償力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1r V2u2ru3V1（E）（W）V2V2ru3V2u2V1rA.施加垂直軸施加垂直軸 補(bǔ)償力矩。補(bǔ)償力矩。B.施加水平軸施加水平軸 補(bǔ)償力矩。補(bǔ)償力矩。第二節(jié)第二節(jié) 速速 度度 誤誤 差差(speed error)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、一、速度誤差速度誤差的定義的定

5、義船舶作船舶作恒速恒向恒速恒向航行時(shí)，陀螺羅經(jīng)主軸穩(wěn)定位航行時(shí)，陀螺羅經(jīng)主軸穩(wěn)定位 置與船靜止時(shí)穩(wěn)定位置的方位差角。置與船靜止時(shí)穩(wěn)定位置的方位差角。速度誤差是與船舶速度、航向和地理緯度有關(guān)速度誤差是與船舶速度、航向和地理緯度有關(guān) 的指向誤差。（的指向誤差。（不考慮任何加速度不考慮任何加速度）設(shè)船偏北航行，航速設(shè)船偏北航行，航速V、 航向航向C。船速船速V在子午圈和緯度在子午圈和緯度圈的切線上的分量：圈的切線上的分量：VN=VCosC（北分量）（北分量）VE=V SinC（東分量）（東分量）NVOCVEVN二、二、船舶作恒速恒向運(yùn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度及其在地船舶作恒速恒向運(yùn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度及其在地

6、理坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸上的分量；理坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸上的分量；EVN引起的角速度：引起的角速度： e W=VN/Re=VCosC/ReVE引起的角速度：引起的角速度： =VE/ReCos 相對(duì)于相對(duì)于 e很小，很小，可忽略不計(jì)可忽略不計(jì) e WVNVE ReRe eVN水平面水平面12 W W使水平面北端使水平面北端不斷下沉，而主軸不斷下沉，而主軸指北端由于定軸性，指北端由于定軸性，故產(chǎn)生了相對(duì)水平故產(chǎn)生了相對(duì)水平面不斷上升的視運(yùn)面不斷上升的視運(yùn)動(dòng)線速度。動(dòng)線速度。V3V3=H W =H VCosC/Re w對(duì)主軸的影響：對(duì)主軸的影響：主軸主軸 E W以北緯以北緯下重式羅經(jīng)下重式羅經(jīng)為例：為例：V3打破

7、了原有的平衡，打破了原有的平衡，迫使主軸必須偏向子午迫使主軸必須偏向子午面的西側(cè)，利用西降的面的西側(cè)，利用西降的視運(yùn)動(dòng)（視運(yùn)動(dòng)（V1）與）與V3抵消。抵消。因此而產(chǎn)生了一個(gè)方位偏因此而產(chǎn)生了一個(gè)方位偏 差差速度誤差（速度誤差（arv）。）。rV2u2V3V1arvV2u2V3ru3u3根據(jù)根據(jù)V3=V1有：有： H V CosC/Re = H 1 arv 則：則：arv=VCosC/Re eCos 三三、速度誤差的數(shù)學(xué)表達(dá)式及速度誤差的數(shù)學(xué)表達(dá)式及速度誤差的特性速度誤差的特性cosRVcosCeervV2Eru2V3V1arvV2u2V3rWu3u31.速度誤差僅與航速（速度誤差僅與航速（V）

8、、航向（）、航向（C）、和地理緯度）、和地理緯度 （ ），與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)，只要船舶運(yùn)動(dòng)，），與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)，只要船舶運(yùn)動(dòng)，任何任何 羅經(jīng)均會(huì)產(chǎn)生速度誤差羅經(jīng)均會(huì)產(chǎn)生速度誤差。（。（原理性誤差原理性誤差）2.隨船速（隨船速（V） 、緯度（、緯度（ ）的增大而增大。）的增大而增大。3.航向偏北，航向偏北，rv0,西誤差；西誤差； 航向偏南，航向偏南，rvV1）主軸由穩(wěn)定位置主軸由穩(wěn)定位置1向向2進(jìn)動(dòng)：進(jìn)動(dòng)：a:沖擊不到，有沖擊不到，有BI b:沖擊過頭，有沖擊過頭，有BI c:沖擊正好，無沖擊正好，無B BIBI在加速終了后經(jīng)過約在加速終了后經(jīng)過約3/4個(gè)個(gè)TD（約（約1小時(shí)）自動(dòng)消失。小

9、時(shí)）自動(dòng)消失。BI rv1 rv2 rvrv:速度誤差BZ:沖擊位移BI:沖擊誤差不產(chǎn)生第一類沖擊誤差的不產(chǎn)生第一類沖擊誤差的舒拉條件舒拉條件： 當(dāng)羅經(jīng)的等幅擺動(dòng)周期等于一擺長為地球半徑當(dāng)羅經(jīng)的等幅擺動(dòng)周期等于一擺長為地球半徑的數(shù)學(xué)擺的擺動(dòng)周期時(shí)，不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。的數(shù)學(xué)擺的擺動(dòng)周期時(shí)，不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。min4 .842cos20gRMHTee對(duì)應(yīng)的緯度（對(duì)應(yīng)的緯度（ ）稱為）稱為設(shè)計(jì)緯度設(shè)計(jì)緯度（ 0）第一類沖擊誤差的特性第一類沖擊誤差的特性：) 1coscos)(012rvrvIB1 a2carv1arv2Bv高緯不到，低緯超；高緯不到，低緯超；設(shè)計(jì)緯度正恰巧。設(shè)計(jì)緯度正恰巧。b

10、四、第二類沖擊誤差：四、第二類沖擊誤差： （ BII）第二類沖擊誤差是由于慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的。第二類沖擊誤差是由于慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的。v下重式羅經(jīng)下重式羅經(jīng)液體阻尼器液體阻尼器GONSJ-J（B ）rv1rv2BIIr1r2MMv慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的力矩總是使主軸離開新的穩(wěn)定位置慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的力矩總是使主軸離開新的穩(wěn)定位置,則則BII與與BI符號(hào)相反符號(hào)相反.且最大值發(fā)生在機(jī)動(dòng)后且最大值發(fā)生在機(jī)動(dòng)后1/4 個(gè)個(gè)TD。第二類沖擊誤差的消除：第二類沖擊誤差的消除：v高于和等于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，高于和等于設(shè)計(jì)緯度時(shí)， BI與與BII符號(hào)相同，符號(hào)相同，B=

11、BI+BII，v可關(guān)閉阻尼器，減小總的可關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。沖擊誤差。 v低于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，低于設(shè)計(jì)緯度時(shí)， BI與與BII符號(hào)相反，符號(hào)相反， B=BIBII，v不關(guān)閉阻尼器，減小總的不關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。沖擊誤差。 v可以將設(shè)計(jì)緯度定為可以將設(shè)計(jì)緯度定為60，則船舶大部分時(shí)間航行在低則船舶大部分時(shí)間航行在低于設(shè)計(jì)緯度狀態(tài)，因此可以于設(shè)計(jì)緯度狀態(tài)，因此可以不裝阻尼器不裝阻尼器 。NSGO阻尼開關(guān)阻尼開關(guān)1.速度誤差的特性？速度誤差的符號(hào)如何確定？速度誤差的特性？速度誤差的符號(hào)如何確定？2 .消除速度誤差的方法有哪幾種？內(nèi)補(bǔ)償法消除速度誤差其補(bǔ)消除速度誤差的方法有哪幾種？內(nèi)補(bǔ)

12、償法消除速度誤差其補(bǔ)償力矩施加在什么軸上？償力矩施加在什么軸上？（OZ軸上）軸上）3 .什么是沖擊誤差？試分析它與速度誤差的關(guān)系和區(qū)別？什么是沖擊誤差？試分析它與速度誤差的關(guān)系和區(qū)別？4 .什么是第一類沖擊誤差？第一類沖擊誤差的特性？什么是第一類沖擊誤差？第一類沖擊誤差的特性？ （高緯不到，低緯超；設(shè)計(jì)緯度正恰巧）（高緯不到，低緯超；設(shè)計(jì)緯度正恰巧）5 .什么是第二類沖擊誤差？如何消除？什么是第二類沖擊誤差？如何消除？（關(guān)閉阻尼器）（關(guān)閉阻尼器）6 .什么情況下消除第二類沖擊誤差？什么情況下消除第二類沖擊誤差？（高于和等于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，即（高于和等于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，即 0 時(shí)）時(shí)）7.什么情況下不消

13、除第二類沖擊誤差？什么情況下不消除第二類沖擊誤差？（低于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，即（低于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，即 0 時(shí)）時(shí)）第第四四節(jié)節(jié) 搖搖 擺擺 誤誤 差差 及及 基基 線線 誤誤 差差一、搖擺誤差的定義：一、搖擺誤差的定義： 船舶搖擺時(shí)所產(chǎn)生的慣性力作用于羅經(jīng)的船舶搖擺時(shí)所產(chǎn)生的慣性力作用于羅經(jīng)的重力控制設(shè)備上而引起的羅經(jīng)的示度誤差。重力控制設(shè)備上而引起的羅經(jīng)的示度誤差。二、單轉(zhuǎn)子搖擺誤差的特性：二、單轉(zhuǎn)子搖擺誤差的特性：與羅經(jīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、羅經(jīng)的安裝位置、船舶的搖與羅經(jīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、羅經(jīng)的安裝位置、船舶的搖擺姿態(tài)、地理緯度和船舶的搖擺方向等參數(shù)有關(guān)。擺姿態(tài)、地理緯度和船舶的搖擺方向等參數(shù)有關(guān)。在象限航向上航行且橫搖時(shí)，搖擺誤差最大。在象限航向上航行且橫搖時(shí)，搖擺誤差最大。三、搖擺誤差的消除：三、搖擺誤差的消除：下重式（安許茨）羅經(jīng)：下重式（安許茨）羅經(jīng)：采用雙轉(zhuǎn)子。采用雙轉(zhuǎn)子。液體連通器（斯伯利）液體連通器（斯伯利）羅經(jīng)：調(diào)整液體的流動(dòng)周羅經(jīng)：調(diào)整液體的流動(dòng)周期。期。四、基線誤差：四、基線誤差： 因陀螺羅經(jīng)的基線安裝與船首尾線不平因陀螺羅經(jīng)的基線安裝與船首尾線不平行所引起的讀數(shù)誤差。行所引起的讀數(shù)誤差。v羅經(jīng)誤差的修正公式：羅經(jīng)誤差的修正公式：特性：為特性：為固定誤差固定誤差，與羅經(jīng)本身無關(guān)。，與羅經(jīng)本身無關(guān)。 基線偏左舷，