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航海儀器

武漢理工大學航運學院航海系1/31/20231第一篇航海陀螺羅經(jīng)

第一章陀螺羅經(jīng)指北原理

1/31/20232第一章陀螺羅經(jīng)指北原理

1．各類陀螺儀陀螺儀從廣義講就是一種能繞定點高速旋轉(zhuǎn)的對稱剛體。陀螺儀由主軸和懸掛裝置組成，主軸就是高速旋轉(zhuǎn)的對稱剛體，懸掛裝置就是以定點為支撐點，為主軸提供自由度的裝置。高速旋轉(zhuǎn)的主軸產(chǎn)生動量矩H，其方向，用右手判斷，如下圖示：陀螺儀可分為下列幾種：三自由度陀螺儀:主軸可以高速旋轉(zhuǎn)，懸掛裝置保證主軸可以指向任意方位，這種陀螺儀稱三自由度陀螺儀。平衡陀螺儀:中心、重心重合的三自由度陀螺儀稱平衡陀螺儀.自由陀螺儀:中心和重心重合的、不受外力作用的三自由度陀螺儀稱為自由陀螺儀。主軸轉(zhuǎn)動方向1/31/202332：進動性：

高速旋轉(zhuǎn)的自由陀螺儀，受外力矩M作用時，其主軸的動量矩H的失端，將以捷徑趨向外力矩M的失端，主軸轉(zhuǎn)動方向可用右手定規(guī)判斷，具體公式及右手定規(guī)如下：=====習題分類=====基本定義、屬性（進動性等等）=1/31/20234力矩M也用右手定規(guī)判斷，具體如下：

這樣；我們可以用二個右手定則，對陀螺的進動方向作出判斷。1/31/202354．定軸性定軸性定義：三自由度平衡陀螺儀.主軸高速轉(zhuǎn)動時，若不受任何外力矩作用，主軸指向?qū)⒃趹T性坐標系保持初始空間方位不變。如圖示。什么事慣性系呢？下面回答這個問題：一個參考系是不是慣性系，只能由試驗確定。最基本的判據(jù)就是牛頓運動定律成立與否。根據(jù)伽利略相對性原理，和一個慣性系保持相對靜止或相對勻速直線運動狀態(tài)的參考系也是慣性系。在實踐中，人們總是根據(jù)實際需要選取近似的慣性參考系。比如；在研究地面上物體小范圍內(nèi)的運動時，地球是一個很好的慣性系。非慣性系:相對地面慣性系做加速運動的物體。平動加速系:相對于慣性系作變速直線運動,但是本身沒有轉(zhuǎn)動的物體.例如:在平直軌道上加速運動的火車.轉(zhuǎn)動參考系:相對慣性系轉(zhuǎn)動的物體.例如:轉(zhuǎn)盤在水平面勻速轉(zhuǎn)動。下面；舉一個慣性坐標系例子，表現(xiàn)定軸性：自由陀螺儀的定軸性是在慣性坐標系表現(xiàn)出來的，我們站在遙遠的恒星上觀察圖中的地球轉(zhuǎn)動及位于地球某個固定點上的自由陀螺儀（藍色箭頭）隨地球轉(zhuǎn)動表現(xiàn)出來的特點，可以粗略地認為就是在慣性坐標系觀察，我們可以看到，主軸隨地球轉(zhuǎn)動指向不變。也就是說；在慣性坐標系，自由陀螺儀具有定軸性。那么具體的慣性坐標系是怎樣定義的？下面我們予以介紹。子午面N支點主軸(藍色)水平面OZ軸1/31/202362、地理坐標系定義：（1）地球表面任一點O，ON軸線在包含O點的子午面及水平面內(nèi)、且指北。（2）OW軸線為經(jīng)過O點的緯度線的切線、且指西。（3）OWN平面與O點水平面平行，OZ與OWN平面垂直，且指天頂。特點：在慣性坐標系中觀察，隨地球運動，三個坐標軸空間指向改變。如圖2示1．慣性坐標系定義：（1）坐標系原點O在地球上，或在地球表面上移動。（2）3個坐標軸指向宇宙的某三個恒星。特點：不管地球如何運動，不管坐標系原點O在地球上任何移動，三個坐標軸空間指向不變，如圖1示圖2OW子午面NZ赤道面NZWO圖1SN001/31/20237=========習題分類====基本定義、屬性（進動性等等）=D1384、所謂自由陀螺儀________。(37290:第七章航海儀器:3217)A．重心與其中心相重合的三自由度陀螺儀，B．主軸可指向空間任意方向的陀螺儀C．不受任何外力矩作用的平衡陀螺儀，D．A+B+C

31d．不受任何外力矩作用，重心與支架中心重合的陀螺儀稱為：A、三自由度陀螺儀 B、下重武陀螺儀，C、自由陀螺儀 D、平衡陀螺儀53c．自由陀螺儀的定義是：A、重心與中心重合的三自由陀螺儀 B、主軸可指向任意方向的陀螺儀C、不受任何外力矩作用的平衡陀螺儀 D、A+B+CA1385、從工程技術(shù)角度，陀螺儀的定義為________。(37293:第七章航海儀器:3218)A．高速旋轉(zhuǎn)的對稱轉(zhuǎn)子及保證轉(zhuǎn)子主軸指向空間任意方向的懸掛裝置，B．轉(zhuǎn)子及其懸掛裝置的總稱C．具有三自由度的轉(zhuǎn)子，D．高速旋轉(zhuǎn)的對稱剛體

C1386、何謂陀螺儀的定軸性________。(37298:第七章航海儀器:3219)A．其主軸指向地球上某一點的初始方位不變，B．其主軸動量矩矢端趨向外力矩矢端C．其主軸指向空間的初始方向不變，D．相對于陀螺儀基座主軸指向不變

A1387、三自由度陀螺儀在高速轉(zhuǎn)動時，其主軸將指向________，若在垂直主軸方向上加外力矩，主軸將________。(37301:第七章航海儀器:3220)A．空間某一方向，產(chǎn)生進動，B．真北，指向真北C．空間某一方向，保持指向不變，D．A和C對26c．三自由度陀螺儀定軸性是力圖保持主軸相對于______不變。A、船舶 B、地理方位，C、宇宙空間 D、任意方位

D1388、滿足下列________時，陀螺儀才具有定軸性。(37305:第七章航海儀器:3221)A．高速旋轉(zhuǎn)，B．陀螺儀中心與其重心重合，C．不受任何外力矩，D．A+B+C1/31/20238

======習題分類=======基本定義、屬性（進動性等等）=C1383、高速旋轉(zhuǎn)的三自由度陀螺儀其進動性可描述為________。(37286:第七章航海儀器:3216)A．在外力的作用下，陀螺儀主軸的動量矩矢端將以捷徑趨向外力方向B．在外力矩的作用下，陀螺儀主軸的動量矩矢端力圖保持其初始方位不變C．在外力矩的作用下，陀螺儀主軸的動量矩矢端將以捷徑趨向外力矩D．在外力矩的作用下，陀螺儀主軸即能自動找北指北

C1389、在垂直于陀螺儀主軸方向上加外力矩，陀螺儀主軸將產(chǎn)生進動，其進功角速度與________。(37307:第七章航海儀器:3222)A．外力矩成正比，動量矩成正比，B．外力矩成反比，動量矩成反比C．外力矩成正比，動量矩成反比，D．外力矩成反比，動量矩成正比

B1390、自由陀螺儀的主軸動量矩指北，若加一外力矩，其方向水平向西，則主軸指北端________進動。(37310:第七章航海儀器:3223)A．水平向東，B．水平向西，C．垂直向上，D．垂直向下17b．自由陀螺儀的進動性是在作用下改變主軸的指向。A、外力，宇宙空間 B、外力矩，宇宙空間C、外力，地球上 D、外力矩，地球上21a．陀螺儀的兩個基本特征是。A、定軸性和進動性 B、穩(wěn)定性和適應(yīng)性C、選擇性和進動性 D、可控性和選擇性=======綜合題========43a．在北緯30°處，啟動三自由度陀螺儀時，主軸指向，若無外力矩作用，主軸將一直指向。A、太陽，太陽 B、真北，真北C、天頂，天頂 D、A和C對1/31/20239第三節(jié)自由陀螺儀的視運動地球自轉(zhuǎn)角速度分解：W1=Wecos()

W2=Wesin()各個物理量含義如下：W1~地理水平面繞ON軸的轉(zhuǎn)動角速度。W2~地理子午面繞OZ軸的轉(zhuǎn)動角速度。We~地球自轉(zhuǎn)角速度。~地球的緯度。赤道面主視圖的NS剖面圖從慣性坐標系觀察到的水平面和子午面的視運動規(guī)律如下：1）：隨著地球轉(zhuǎn)動，水平面產(chǎn)生“東降西升”運動。2）：隨著地球轉(zhuǎn)動，子午面產(chǎn)生“北緯西偏，南緯東偏”運動。注：上述口訣是針對主軸支點到主軸矢端的那一部分。隨著地球轉(zhuǎn)動，水平面和子午面的運動由二部分組成，一部分是平移，另一部分是轉(zhuǎn)動。子午面N支點主軸(藍色)水平面圖7OZ軸恒星同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星恒星1/31/202310從地理坐標系觀察到的主軸的視運動：由于主軸在慣性坐標中指向不變。故：主軸指北端相對水平面做“東升西降”運動。主軸相對子午面做“北緯東偏，南緯西偏”運動。如圖7示。以上稱主軸的視運動子午面產(chǎn)生“北緯西偏，南緯東偏”運動.是由于W2引起，所以；我們說W2是陀螺主軸不指北的原因。Hr習題<==習題分類==視運動（口訣、各視運動形成的原因、不指北的原因）=右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．從地理坐標系觀察到的主軸的視運動2.陀螺主軸不指北的原因恒星同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星恒星子午面N支點主軸(藍色)水平面OZ軸1/31/202311====習題分類=====視運動（口訣、各視運動原因、不指北的原因）=====

B1394、若在北緯，陀螺儀主軸作視運動，則________。(37321:第七章航海儀器:3227)A．主軸視運動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度，B．主軸指北端向東偏離子午面后又相對水平面上升C．主軸指北端向西偏離子午面后又相對水平面下降，D．主軸指北端每24小時水平旋轉(zhuǎn)一周C1392、在北緯自由陀螺儀主軸相對于午面向東做視運動，這是由于________作用。(37317:第七章航海儀器:3225)A．地球自轉(zhuǎn)角速度，B．地球自轉(zhuǎn)角速度的水平分量C．地球自轉(zhuǎn)角速度的垂直分量，D．主軸高速旋轉(zhuǎn)的角速度

C1393、當自由陀螺儀相對于水平面作視運動時，其進動角速度與________有關(guān)。(37319:第七章航海儀器:3226)A．地理緯度，B．方位角，C．A+B對，D．高度角9a．位于南緯的自由陀螺儀，其主軸的視運動規(guī)律是。A、偏西，東升西降 B、偏東，東升西降，C、偏東，西升東降 D、偏西，西升東降10a．由于地球自轉(zhuǎn)角速度的垂直分量的影響，使自由陀螺儀主軸視運動的方位變律是：A、北緯東偏，南緯西偏 B、北緯西偏，南緯東偏C、偏東則上升，偏西則下降 D、偏西則上升，偏東則下降18d．當船位在35°00’’S，125°00’’E處時，陀螺羅經(jīng)主軸指北端的視運動方向應(yīng)：A、偏南 B、偏北C、偏東 D、偏西22c．陀螺儀置于南緯某處，此時主軸指北端視運動方向是。A、偏南 、B、偏北，C、偏西 、D、偏東32b．在北緯自由陀螺儀視運動的規(guī)律是主軸指北端。A、保持在子午面內(nèi) B、偏東而后上升，C、偏東而后下降 D、每24小時旋轉(zhuǎn)一圈1/31/202312

======習題分類========視運動（口訣、各視運動原因、不指北的原因）=====47c．放在地球上的自由陀螺儀主軸由于作用，相對子午面做視運動。A、地球自轉(zhuǎn)角速度 B、we的水平分量C、we的垂直分量 D、主軸旋轉(zhuǎn)的角速度52a．自由陀螺儀主軸相對于水平面的視運動角速度與有關(guān)。A、緯度、B、方位角、C、A+B對 D、A+B錯A1391、影響自由陀螺儀主軸不能穩(wěn)定指北的最主要因素是________。(37314:第七章航海儀器:3224)A．地球自轉(zhuǎn)角速度的垂直分量，B．地球自轉(zhuǎn)角速度的水平分量C．陀螺儀本身的特性，B．水平向西54c．下述有關(guān)自由陀螺儀的說法中，哪條是正確的？A、地球上自由陀螺儀主軸不能穩(wěn)定指北的原因是地球自轉(zhuǎn)速度太快B、自由陀螺儀主軸在外力作用下，將朝著外力的方向進動C、地球上自由陀螺儀主軸不能穩(wěn)定指北是由于地球自轉(zhuǎn)角速度的影響D、自由陀螺儀主軸在外力作用下，將朝著外力相反的方向進動==========綜合題==========C1396、滿足下列________，陀螺儀主軸在地球上保持穩(wěn)定不動。(37326:第七章航海儀器:3229)A．主軸相對方位運動角速度為零，B．主軸相對垂直運動角速度為零C．主軸相對方位和垂直方向的運動角速度均為零，D．主軸空間絕對運動角速度為零C1395、若在赤道上，陀螺儀主軸位于子午面內(nèi)（與水平面平行嘛？），隨地球自轉(zhuǎn)羅經(jīng)主軸指北端將________。(37324:第七章航海儀器:3228)A．向東偏，B．向西偏，C．保持在子午面內(nèi)，D．保持一定的高度角1/31/202313第四節(jié)變自由陀螺為陀螺羅經(jīng)的方法我們看二個產(chǎn)生進動的例子，用右手定則分析，得結(jié)論如下列：支點重心不重合，可以產(chǎn)生力矩Mg1/31/202314抖空竹運動中的陀螺，假定；在支撐點上加軸承，軸承外焊上鐵棒，H初始方向為指向東北方向，且高于水平面，根據(jù)視運動規(guī)律，我們看看進動情況如何？用二個右手定則，我們可以看到，在圖示情況下，H將向西進動。1/31/202315（3）下重式擺式羅經(jīng)控制力矩的產(chǎn)生：

下重式擺式羅經(jīng)通過重心相對支撐點下移，從而產(chǎn)生控制力矩,通過控制力矩產(chǎn)生向西的進動。這一方法又稱下重式，安許茨系列羅經(jīng)采用這一方法?？刂屏赜址Q擺性力矩.

下重式控制力矩產(chǎn)生的主軸進動規(guī)律：以陀螺位于北緯為例，主軸矢端指向為東北方向，隨地球的轉(zhuǎn)動，有下列現(xiàn)象：，如左圖示；

圖a圖b,為主軸東升過程；主軸矢端漸漸高出水平面,顯然，重心會慢慢偏離支撐線，從而形成力矩M，該力矩使得主軸向西進動，力矩M和主軸進動的方向由上面二個右手定則確定，主軸向西進動，將抵消北緯東偏視運動，使主軸指北。在南緯分析同上，不再重復(fù)，最終得到下列結(jié)論。

結(jié)論為：

主軸H端水平面之上；向西進動，

主軸H端水平面之下；向東進動，

主軸平行于水面，不進動。

====習題分類=====安許茨控制力矩=====支點支點<===習題分類===控制力矩的作用=右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．控制力矩的形成2.控制力矩的進動口訣1/31/2023164）液體連通器式羅經(jīng)控制力矩的產(chǎn)生：

以陀螺位于北緯為例，主軸末端指向為東北方向，隨地球的轉(zhuǎn)動，有下列現(xiàn)象：

套在主軸上的液體連通器，因為主軸的東升西降視運動，其內(nèi)的液體流動，導(dǎo)致重心偏離支撐線，形成控制力矩。詳細分析與下重式控制力矩的產(chǎn)生類似，不再重復(fù)。結(jié)論如下：

結(jié)論：

下重式H指北，液體連通器式H指南。下重式H端和液體連通器式H末端，在控制力矩作用下，具有相同的進動規(guī)律；即：

主軸水平之上；向西進動，主軸水平之下；向東進動，主軸平行水面，不進動。

這一方法又稱水銀器法，斯伯利系列羅經(jīng)采用這一方法。====習題分類======斯伯利控制力矩=====<====習題分類===控制力矩的作用=右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．從地理坐標系觀察到的主軸的視運動2.陀螺主軸不指北的原因支點支點液體聯(lián)通器主軸陀螺球水平面陀螺房西側(cè)的阻尼重物聯(lián)通器重心的變化支撐線新位置支撐線原來位置1/31/202317阿瑪一勃朗羅經(jīng)用電磁方法產(chǎn)生控制力矩。設(shè)計使得電磁控制式羅經(jīng)與液體連通器式羅經(jīng)的控制力矩有相同的性質(zhì)性質(zhì)，產(chǎn)生進動規(guī)律如下：

主軸H端水平之上；向西進動，主軸H端水平之下；向東進動，主軸平行水面，不進動。具體產(chǎn)生控制力矩的細節(jié)，將在后續(xù)阿瑪一勃朗主羅經(jīng)結(jié)構(gòu)一節(jié)中詳細介紹。1/31/202318=====習題分類====控制力矩的作用=====35b．陀螺羅經(jīng)的控制設(shè)備產(chǎn)生的控制力矩可使主軸：A、相對于地球具有穩(wěn)定位置 B、具有尋找真北的性能，C、具有指北的性能 D、A和B都是39b．使自由陀螺儀成為羅經(jīng)，是利用它的____，使其主軸始終穩(wěn)定在。A、穩(wěn)定性，子午面內(nèi)指北 B、進動性，子午面內(nèi)指北，C、AB都對 D、AB都不對51c．陀螺羅經(jīng)施加控制力矩的作是為了。A、克服陀螺儀主軸在高度上的視運動 B、消除緯度誤差C、克服陀螺儀主軸在方位上的視運動 D、消除速度誤差44a．在地球上要把自由陀螺儀變?yōu)橥勇萘_經(jīng)，必須對其施加。A、控制力矩 B、阻尼力矩，C、A+B D、AB都錯16a．影響自由陀螺儀主軸不能穩(wěn)定指北的主要因素是地球自轉(zhuǎn)角速度的。A、垂直分量 B、水平分量，C、在陀螺儀主軸上的分量 D、在陀螺儀水平軸上的分量

C1398、陀螺羅經(jīng)必須具有控制力矩，其作用是________。(37338:第七章航海儀器:3231)A．克服陀螺儀主軸在高度上的視運動，B．消除緯度誤差C．克服陀螺儀主軸在方位上的視運動，D．消除速度誤差

B1399、陀螺儀具有控制力矩，可使主軸具有________的性能。(37341:第七章航海儀器:3232)A．相對于宇宙穩(wěn)定不動，B．具有尋找真北，C．具有穩(wěn)定指北，D．A和B均對

B1406、把自由陀螺儀改造為陀螺羅經(jīng)，關(guān)鍵是要________。(37366:第七章航海儀器:3239)A克服地球自轉(zhuǎn)，B克服地球自轉(zhuǎn)角速度垂直分量所引起的主軸視運動C．克服地球自轉(zhuǎn)角速度水平分量所引起的主軸視運動，D．克服陀螺儀的定軸性1/31/202319=====習題分類====安許茨控制力矩=====A1417、安許茨系列羅經(jīng)獲得控制力矩的方法是________。(37403:第七章航海儀器:3250)A．使陀螺儀的重心沿垂直軸從中心下移，B．在平衡陀螺儀南北方向上掛上盛有液體的容C．由電磁擺所控制的力矩器產(chǎn)生，D．使陀螺儀的重心沿垂直軸從中心上移C1419、因采用控制力矩的方式不同，安許茨型羅經(jīng)動量矩指向________，而液體連通器式羅經(jīng)動量矩指向________。(37409:第七章航海儀器:3252)A．北，北，B．南，南，C．北，南，D．南，北24c．重心下移法陀螺羅經(jīng)主軸高于水平面時，其重力控制力矩的方向是指：A、東 B、南，C、西 D、北33a．安許茨系列羅經(jīng)控制力矩產(chǎn)生的方法是：A、重心沿垂直軸下移 B、使用盛有液體的容器，C、由電磁擺控制的力矩器產(chǎn)生 D、重心沿垂直軸上移13a．安許茨系列羅經(jīng)的動量矩H矢端是。A、指北 B、指南，C、指東 D、指西=======習題分類====斯伯利控制力矩=====27c．水銀器法陀螺羅經(jīng)主軸高于水平面時，其重力控制力矩的方向是____：A、東 B、南，C、西 D、北2B．控制力矩采用液體連通器產(chǎn)生的是哪種型號的羅經(jīng)，其羅經(jīng)動量矩的方向指：A、安許茨，南 B、斯伯利，北，C、安許茨，北 D、斯伯利，南55a．單轉(zhuǎn)子液體連通器羅經(jīng)的液體連通器產(chǎn)生____。A、擺性力矩 B、阻尼力矩C、A和B都對 D、A和B都錯=====綜合題==========41b．陀螺羅經(jīng)在高緯度區(qū)使用，其指向精度下降是由于變小的緣故。A、主軸動量矩 B、控制力矩，C、阻尼力矩 D、指向力矩C1400、引起陀螺羅經(jīng)控制力矩變化的因素為________。(37345:第七章航海儀器:3233)A．緯度，B．方位角，C．高度角，D．主軸動量矩40c．陀螺羅經(jīng)的控制力矩大小隨變化而變化。A、緯度 B、方位角，C、高度角 D、主軸動量矩1/31/202320第五、六節(jié)下重式和液體連通器式等幅擺運動

1：等幅擺運動的各種速度矢量：V1--東升西降視運動速度矢量。V2--北緯東偏、南緯西偏視運動速度矢量。U2--控制力矩產(chǎn)生的進動速度矢量。由V1、V2、U2產(chǎn)生的主軸末端運動軌跡為等幅擺運動，如右圖示。對于下重式；V1、V2、U2指主軸方向末端線速度。主軸矢端【下重式】或主軸末端【液體連通器式】的運動軌跡子午面赤道面主軸1/31/202321對于液體連通器式；V1、V2、U2指主軸反方向末端線速度。等幅擺運動規(guī)律：通過解算陀螺方程，得出主軸運動規(guī)律如下：1）．軌跡為扁平狀橢圓，高度角變化1°，方位角度變化20°~30°。2）．橢圓扁率、橢圓的運動周期T與H、M、緯度有關(guān)，與起始位置無關(guān)，與船速無關(guān)。主軸矢端【下重式】或主軸末端【液體連通器式】的運動軌跡子午面赤道面主軸1/31/202322

=====知識點====橢圓等幅擺動（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）=====A1397、受地球自轉(zhuǎn)的影響并在控制力矩的作用下，陀螺儀主軸將作________的擺動。(37334:第七章航海儀器:3230)A．橢圓等幅B．圓型等幅C．雙曲線等幅D．螺旋線等幅

A1403、機械擺式羅經(jīng)等幅擺動的軌跡為一橢圓，若羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)不變，船位不變時。(37355:第七章航海儀器:3236)A．橢圓扁率不變B．橢圓扁率隨機變化C．長半軸增大，短半軸相應(yīng)地減小D．以上均錯1/31/2023232：減幅擺運動1：液體連通器式（斯伯利型）羅經(jīng)阻尼力矩的產(chǎn)生:阻尼力矩產(chǎn)生的方法:陀螺房西側(cè)配重物。如圖所示。詳細分析與下重式產(chǎn)生控制力矩類似，不再重復(fù)。我們得到下列結(jié)論：結(jié)論：阻尼力矩產(chǎn)生的線速度為U3，U3的規(guī)律如下：1）：主軸末端在水平面之上時，阻尼重物使主軸末端向下進動，速度矢量為U3。2）：主軸末端在水平面之下時，阻尼重物使主軸末端向上進動，速度矢量為-U3。3）：主軸在水平面時不進動，速度矢量U3=0故稱：“垂直軸阻尼法”，或“短軸阻尼法”=====習題分類=======斯伯利阻尼力矩及減幅擺=======知識點==阻尼力矩作用、指標（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）===右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．減幅擺運動運動軌跡（反時針收斂螺旋線）2.減幅擺運動規(guī)律Fy產(chǎn)生的力矩與H重合不起作用通過重心支撐線西側(cè)配重物圖C(立體圖)子午面赤道面主軸1/31/202324在上述阻尼力矩作用下，解陀螺方程，我們可以得到減幅擺運動規(guī)律如下：1）軌跡為反時針收斂螺旋線2）：解得穩(wěn)定位置：3）說明穩(wěn)定位置不在子午面內(nèi)（不指北），偏東但高于水平面。4）：因阻尼力矩與水平面垂直，故稱“垂直軸阻尼法”（短軸阻尼法）。主軸矢端【下重式】或主軸末端【液體連通器式】的運動軌跡子午面赤道面主軸1/31/202325重心右上、下二個習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．減幅擺運動運動軌跡（反時針收斂螺旋線）減幅擺運動規(guī)律阻尼因數(shù)===習題分類=====安許茨阻尼力矩及減幅擺=======知識點==阻尼力矩作用、指標（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）=2：下重式陀螺羅經(jīng)阻尼力阻的多生

采用液體阻尼器來產(chǎn)生阻尼力阻，如圖示，連通器內(nèi)的液體粘性，是產(chǎn)生所要求的阻尼力矩的保證，設(shè)計上要求達到：阻尼力矩超前控制力矩90度

指真北時，阻尼力矩=0

詳細分析與下重式產(chǎn)生控制力矩類似，不再重復(fù)。我們得到下列結(jié)論。

結(jié)論：

阻尼力矩產(chǎn)生的線速度為U3，U3的規(guī)律如下：

1）主軸位于子午面之東，U3向西。

2）主軸位于子午面之西，U3向東。

3）主軸在子午面上；U3=0

故稱“水平軸阻尼法”或“長軸阻尼法”。子午面赤道面主軸1/31/202326解算陀螺方程得出主軸運動規(guī)律如下：1：軌跡為反時針收斂螺旋線2：主軸穩(wěn)定位置為；αr=0?r=-Hw2/(M-C)αr~方位角，?r~高度角可見；主軸在子午面內(nèi)(指北)，但高于水平面。3：因阻尼力矩與水平面平行，故稱“水平軸阻尼法”（長軸阻尼法）。4：阻尼周期T與緯度、H、M有關(guān)5：從起動到主軸指向滿足航海精度要求≤±1°所乘時間為羅經(jīng)穩(wěn)定時間。一船為4h左右，也就是2~3個減幅擺周期，穩(wěn)定時間與阻尼因數(shù)f，TD有關(guān)，一般應(yīng)在開航前4-5h啟動安許茨羅經(jīng)，只有在前次關(guān)閉羅經(jīng)，船舶靠在碼頭一直未改航向時方可在開航前2-3h啟動羅經(jīng)。子午面赤道面主軸1/31/202327阿瑪一勃朗羅經(jīng)用電磁方法產(chǎn)生阻尼力矩。設(shè)計使得電磁控制式羅經(jīng)與液體連通器式羅經(jīng)的阻尼力矩有相同的性質(zhì)性質(zhì)，產(chǎn)生進動規(guī)律如下：主軸H端在水平面之上時，主軸H端向下進動。主軸H端在水平面之下時，主軸H端向上進動主軸在水平面時，不進動。阻尼因數(shù)（dampingfactor）陀螺羅經(jīng)主軸作阻尼運動時，主軸偏離子午面以東（或以西）的方位角最大值與相繼偏離子午面以西（或以東）的方位角最大值之比：f=α1/α2=……=αn/αn+1

陀螺羅經(jīng)阻尼因數(shù)的大小由羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，結(jié)構(gòu)參數(shù)一定，其阻尼因數(shù)為定值。各種陀螺羅經(jīng)的阻尼因數(shù)可能不同，一般為2.5~4。1/31/202328======習題分類======安許茨阻尼力矩及減幅擺=====38a．下列哪種陀螺羅經(jīng)采用液體阻尼器？A、下重式 B、水銀器式，C、電磁控制式 D、斯伯利20型D1404、安許茨4型陀螺羅經(jīng)阻尼力矩的大小與________成正比。(37357:第七章航海儀器:3237)A．緯度，B．主軸高度角，C．陀螺儀動量矩，D．多余液體角45a．對垂直軸阻尼的陀螺羅經(jīng)，當主軸指北端下降向水平面靠攏時，阻尼力矩。A、增進其靠攏 B、阻止其靠攏，C、不起作用 D、以上都不對B1414、安許茨4型羅經(jīng)，在緯度20°處起動時達穩(wěn)定指北需3小時，若起動狀態(tài)一樣，則在緯度60°處達穩(wěn)定指北的時間________。(37392:第七章航海儀器:3247)A．仍為3小時，B．大于3小時，C．小于3小時，D．A、B、C皆可能1a．一般應(yīng)在開航前啟動安許茨羅經(jīng)，只有在前次關(guān)閉羅經(jīng)，船舶靠在碼頭一直未改航向時方可在開航前啟動羅經(jīng)。A、4-5h，2-3h B、2-3h，0.5-1h，C、8-10h，5-6h D、0.5-1h，20-30min12B．安許茨4型羅經(jīng)，在緯度20°處啟動時到穩(wěn)定指北需3小時。若啟動狀態(tài)不變，在緯度50°處達到穩(wěn)定指北的時間。A、大于3小時 B、小于3小時，C、仍為3小時 D、不定B1420、根據(jù)《海船航行設(shè)備規(guī)范》的要求，陀螺羅經(jīng)自起動至穩(wěn)定的時間不應(yīng)大于________小時。(37413:第七章航海儀器:3253)A．3，B．6，C．1．5，P．8C1415、根據(jù)“海船航行設(shè)備規(guī)范”的要求，一般要在開航前4～6小時起動陀螺羅經(jīng)，這是因為________。(37397:第七章航海儀器:3248)A．羅經(jīng)約經(jīng)3個周期的阻尼擺動才達到其正常工作溫度，B．羅經(jīng)約經(jīng)3個周期的阻尼擺動才達到其正常工作電流C．羅經(jīng)約經(jīng)3個周期的阻尼擺動才達到穩(wěn)定，D．羅經(jīng)約經(jīng)3個周期的阻尼擺動才轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、誤差消除

A1412、陀螺羅經(jīng)的阻尼因數(shù)或稱衰減因數(shù)是表示主軸在________減幅擺動過程的快慢程度。(37386:第七章航海儀器:3245)A．方位角上，B．高度角上，C．多余液體角，D．以上均對5c．陀螺羅經(jīng)的主軸指北端自啟動到穩(wěn)定指向所需的時間與_____有關(guān)。A、航向B、航速，C、緯度 D、經(jīng)度36c．開航前四小時啟動陀螺羅經(jīng)的原因是，羅經(jīng)約經(jīng)3個周期的阻尼擺動才能達到：A、正常工作溫度 B、正常工作電流，C、穩(wěn)定 D、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，誤差消除A1401、起動船用陀螺羅經(jīng)時，其主軸指北端的擺動軌跡為________。(37349:第七章航海儀器:3234)A．收斂螺旋線，B．指數(shù)衰減曲線，C．橢圓曲線，D．以上均錯B1402、陀螺羅經(jīng)的阻尼因數(shù)表示主軸減幅擺動過程快慢程度，其大小在________范圍。(37351:第七章航海儀器:3235)A．1～2，B．2.5～4，C．5～10，D．以上均錯1/31/202329======習題分類=======斯伯利阻尼力矩及減幅擺=====3a．為使液體連通器羅經(jīng)自動找北，其阻力重物必須放在陀螺房_____側(cè)A、西 B、東，C、南 D、北

A1408、體連通器式陀螺羅經(jīng)在起動過程中，當主軸指北端向水平面靠攏，阻尼力矩起到________的作用。(37373:第七章航海儀器:3241)A．增進其靠攏，B．阻止其靠攏，C．不起作用，D．以上都不對25a．采用液體阻尼器法稱為。A、水平阻尼法 B、重力控制力矩法，C、電磁控制力矩法 D、垂直阻尼法48b．水銀器羅經(jīng)阻尼重物必須加在，才能使主軸穩(wěn)定指北。A、隨動部分西 B、靈敏部分西，C、隨動部分東 D、靈敏部分東B1409、下列何種陀螺羅經(jīng)采用西邊加重物的垂直軸阻尼法________。(37377:第七章航海儀器:3242)A．安許茨4型羅經(jīng)，B．斯伯利37型羅經(jīng)，C．航海l型羅經(jīng)，D．阿瑪一勃朗10型羅經(jīng)=======綜合題=======D1407、一個自由陀螺儀要成為實用的陀螺羅經(jīng)，必須對其施加________。(37370:第七章航海儀器:3240)A．進動力矩和穩(wěn)定力矩，B．控制力矩和穩(wěn)定力矩，C．進動力矩和阻尼力矩，D．控制力矩和阻尼力矩D1416、下列羅經(jīng)中________羅經(jīng)采用長軸阻尼法；________羅經(jīng)采用短軸阻尼法。(37399:第七章航海儀器:3249)A．阿瑪一勃朗系列；安許茨系列，B．斯伯利系列；阿瑪一勃朗系列C．阿瑪一勃朗系列；斯伯利系列，D．安許茨系列；斯伯利系列和阿瑪一勃朗系列1/31/202330第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除緯度誤差：我們注意到，液體連通器式、電磁式減幅擺運動的穩(wěn)定位置不在子午面上，下重式的穩(wěn)定位置在子午面上。這是什么原因?qū)е碌哪?？下面我們進行分析。液體連通器式、電磁式減幅擺運動電磁式羅經(jīng)用電控方式，產(chǎn)生與液體連通器式口訣內(nèi)容相同的U3線速度，我們把這二種羅經(jīng)在靜基坐上【例如：羅經(jīng)位于靜止的船舶上】的穩(wěn)定位置【主軸投影點的坐標】統(tǒng)一分析如下：

=習題分類==緯度誤差產(chǎn)生原因、補償方法（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）===右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．哪種陀螺有緯度誤差？2.穩(wěn)定位置在那里？（北緯）子午面赤道面主軸主軸矢端【下重式】或主軸末端【液體連通器式】的運動軌跡1/31/202331電磁式減幅擺穩(wěn)定位置液連式減幅擺穩(wěn)定位置子午面水平面各類口訣【基礎(chǔ)知識】V1--東升西降視運動速度矢量。V2--北緯東偏、南緯西偏視運動速度矢量。U2--控制力矩產(chǎn)生的進動速度矢量。下重式阻尼力矩產(chǎn)生的線速度為U3，U3的規(guī)律如下：

1）主軸位于子午面之東，U3向西。2）主軸位于子午面之西，U3向東。3）主軸在子午面上；U3=0液聯(lián)式阻尼力矩產(chǎn)生的線速度為U3，U3的規(guī)律如下：1）：主軸末端在水平面之上時，主軸末端向下進動。2）：主軸末端在水平面之下時，主軸末端向上進動。3）：主軸在水平面時不進動，速度矢量U3=01/31/202332下重式減幅擺穩(wěn)定位置子午面水平面

===習題分類======緯度誤差產(chǎn)生原因、補償方法（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）=====各類口訣【基礎(chǔ)知識】V1--東升西降視運動速度矢量。V2--北緯東偏、南緯西偏視運動速度矢量。U2--控制力矩產(chǎn)生的進動速度矢量。下重式阻尼力矩產(chǎn)生的線速度為U3，U3的規(guī)律如下：

1）主軸位于子午面之東，U3向西。2）主軸位于子午面之西，U3向東。3）主軸在子午面上；U3=0液聯(lián)式阻尼力矩產(chǎn)生的線速度為U3，U3的規(guī)律如下：1）：主軸末端在水平面之上時，主軸末端向下進動。2）：主軸末端在水平面之下時，主軸末端向上進動。3）：主軸在水平面時不進動，速度矢量U3=01/31/202333補償法定義：液連式和電磁式減幅擺穩(wěn)定位置存在指北誤差，該誤差與緯度有關(guān)，則稱為緯度誤差。緯度誤差的消除：a）內(nèi)補償法（針對液連式和電磁式）通過加補償力矩，產(chǎn)生U4進動，消除緯度誤差，這一方法稱為內(nèi)補償法。b）外補償法（針對液連式）根據(jù)緯度誤差表達式，計算緯度誤差的大小，移動主羅經(jīng)的基線，消除緯度誤差，這一方法稱為外補償法。c）總結(jié)1：下重式無緯度誤差。2：液連式采用內(nèi)補償法，加垂直補償力矩抵消緯度誤差，電磁式也采用內(nèi)補償法，加水平補償力矩抵消緯度誤差。液連式還可以采用外補償法。

=習題分類==緯度誤差產(chǎn)生原因、補償方法（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）=右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．什么是內(nèi)補充、外補償？2.哪種陀螺采用內(nèi)補充？哪種陀螺采用內(nèi)補充？子午面水平面穩(wěn)定位置1/31/202334

=====習題分類====緯度誤差產(chǎn)生的原因及穩(wěn)定位置=====81d．緯度誤差產(chǎn)生的原因是____：A、水銀器 B、重心下移，C、液體阻尼器 D、阻尼重物69b．陀螺羅經(jīng)產(chǎn)生緯度誤差的主要原因是由于阻尼力矩作用于____上所致。A、水平軸OX B、垂直軸OZ，C、水平軸OY D、A或C76d．安許茨系列陀螺羅經(jīng)無____誤差。A、速度 B、沖擊，C、搖擺 D、緯度D1427、因安許茨系列羅經(jīng)采用了________，則羅經(jīng)不產(chǎn)生緯度誤差。(37437:第七章航海儀器:3260)A．陀螺球重心下移，B．雙轉(zhuǎn)子，C．液浮支承，D．水平軸阻尼法D1421、位于南緯某處靜止基座上的斯伯利37型羅經(jīng)，其主軸的穩(wěn)定位置為____。(37415:第七章航海儀器:3254)A．子午面之東，水平面之上，B．子午面之東，水平面之下C．子午面之西，水平面之上，D．子午面之西，水平面之下

A1422、陀螺羅經(jīng)的緯度誤差是采用________阻尼法造成的，且隨緯度的增大而________。(37419:第七章航海儀器:3255)A．垂直軸，增大，B．水平軸，增大，C．垂直軸，減小，D．水平軸，減小A1405、在北緯靜止基座上，下重式羅經(jīng)主軸指北端的穩(wěn)定位置是________。(37361:第七章航海儀器:3238)A．子午面內(nèi)水平面之上，B．子午面內(nèi)水平面之下，C．子午面之東水平面之上，D．子午面之西水平面之下A1410、在北緯，船用陀螺羅經(jīng)在穩(wěn)定位置時，為什么其主軸要在水平面之上有一高度角？主要用于產(chǎn)生_____(37380:第七章航海儀器:3243)A．控制力矩，B．阻尼力矩，C．動量矩，D．以上均錯42b．使羅經(jīng)主軸在其穩(wěn)定位置穩(wěn)定的兩個條件是。（1）主軸必須位于子午面內(nèi) （2）主軸必須垂直于子午面，（3）Wpz=W2（4）Wpz=-W2A、（1）、（3） B、（1）、（4），C、（2）、（3） D、（2）、（4）23a．安許茨羅經(jīng)主軸指北端在北緯靜止基座⊥的穩(wěn)定位置是：A、子午面內(nèi)水平面之上 B、子午面內(nèi)水平面之下，C、子午面之東水平之上 D、子午面之西水平之下29c．斯伯利羅經(jīng)主軸指北端在北緯靜止基座上的穩(wěn)定位置是：A、子午面內(nèi)水平面之上B、子午面內(nèi)水平面之下，C、子午面之東水平面之上D、子午面之西水平面之下電磁式減幅擺穩(wěn)定位置液連式減幅擺穩(wěn)定位置子午面水平面1/31/202335

====習題分類====緯度誤差補償方法=====A1424、陀螺羅經(jīng)的緯度誤差采用內(nèi)補償方法后，陀螺羅經(jīng)的指北端________。(37426:第七章航海儀器:3257)A．回到地理子午面內(nèi)，B．回到磁子午面內(nèi)，C．仍偏離子午面，D．A或B均可1/31/202336預(yù)備知識本科版陀螺放在動基坐上的視運動規(guī)律自由陀螺放在動基坐上，比如放在飛船上，從赤道上空，飛船以速度V向西北方向飛行，且西向速度分量與地球自轉(zhuǎn)速度大小相同、方向相反，如圖1示，根據(jù)陀螺定軸性，視運動特點為；主軸北端相對水平面升高，如圖2中藍色箭頭所示。從圖中，我們可以看到，假定保持西向速度分量與地球自轉(zhuǎn)速度大小相同、方向相反，主軸北端相對水平面升高的快慢只和Vcos（c）有關(guān)。進一步，我們把陀螺放在赤道上空任意位置，飛船以速度V向西北方向飛行，且西向速度分量與地球自轉(zhuǎn)速度并不是大小相同、方向相反，形成圖3情況，主軸北端相對水平面升高的快慢還是只和Vcos（c）有關(guān)。實際的陀螺加入控制力矩和阻尼力矩，產(chǎn)生二個進動，我們可以證明，二個進動產(chǎn)生的主軸線速度，與上述結(jié)論描述的視運動是矢量疊加關(guān)系，也就是說；水平方向進動，不會改變垂直方向的視運動，垂直方向的進動，將疊加在垂直方向的視運動上。這樣的話，只要Vcos（c）不變，即使飛船向東北方向飛行，飛船上的陀螺羅經(jīng)主軸北端相對水平面升高的快慢不會改變。地球轉(zhuǎn)動方向圖2圖1圖3緯度線(虛線)1/31/202337預(yù)備知識培訓班版陀螺放在動基坐上的視運動規(guī)律自由陀螺放在動基坐上，比如放在飛船上，從赤道上空，飛船以速度V向西北方向飛行，且西向速度分量與地球自轉(zhuǎn)速度大小相同、方向相反，如圖1示，根據(jù)陀螺定軸性，視運動特點為；主軸北端相對水平面升高，如圖2中藍色箭頭所示。

這說明什么呢？說明視運動與陀螺載體的運動有關(guān)，放在地球上和放在飛船上是不一樣的。地球相對于慣性系的運動，要和飛船相對于地球的運動疊加，飛船相對于地球的運動是新產(chǎn)生的運動，我們看到的是疊加運動產(chǎn)生的視運動。這就為我們分析在地球上運動的物體上的羅經(jīng)主軸視運動，打下了基礎(chǔ)。地球轉(zhuǎn)動方向圖2圖11/31/202338第二節(jié)速度誤差一、速度誤差成因分析：下面；我們將向西北方向飛行的飛船改為船舶，如下圖示。假定船舶沿東北方向勻速運動，由圖通過分析知，航速將在Wo軸上分解為Vsin(C)、No軸上分解為Vcos(C)。根據(jù)前面的分析，主軸北端相對水平面升高的快慢，只有No軸上的速度分量Vcos(C)起作用。隨著運動的進行，出現(xiàn)主軸相對水平面抬高的視運動。如圖示。主軸東端相對水平面升高的快慢只有Eo軸上Vsin(C)+v（地球自轉(zhuǎn)線速度）二個量有關(guān)，又因為Vsin(C)相比v（地球自轉(zhuǎn)線速度）可以忽略不計，所以；Eo軸方向的視運動保持不變。

=====習題分類=====速度誤差成因、特點=====地球轉(zhuǎn)動方向1/31/202339子午面赤道面主軸地球轉(zhuǎn)動方向根據(jù)前面的分析，No軸上新產(chǎn)生的運動Vcos(C)，將與過去已有的運動合成，產(chǎn)生新的視運動。又由于運動符合疊加原理，我們將Vcos(C)產(chǎn)生的視運動分析出來，然后與過去的視運動疊加，從而產(chǎn)生新的視運動新產(chǎn)生的運動Vcos(C)，使得主軸指北端相對于水平面升高。根據(jù)控制力矩口訣，控制力矩將使主軸向西運動，主軸西偏產(chǎn)生向下的視運動，這一視運動與船舶運動引起的相對與水平面抬高的主軸視運動相互抵消。

隨著西偏角度加大，最終；二視運動速度大小相等、方向相反，此時；主軸到達新穩(wěn)定位置，主軸到達新穩(wěn)定位置相對于子午面西偏的角度αrv就是速度誤差。

以上分析的基礎(chǔ)是偏北航向，若為偏南航向，顯然主軸應(yīng)東偏。1/31/202340前面是定性分析，我們知道向西偏轉(zhuǎn)，具體偏轉(zhuǎn)角度怎樣求的呢？我們有下面：根據(jù)陀螺方程，經(jīng)過方程求解，我們得三類羅經(jīng)各誤差公式如右示：其中：Re表示地球半徑、We表示地球自轉(zhuǎn)角速度、V表示船舶航速、C表示船舶航向、φ表示緯度。另外還有表示羅經(jīng)結(jié)構(gòu)的各類參數(shù)，如：H表示動量矩、M表示控制力矩、MD表示最大阻尼力矩、ky表示控制力矩的轉(zhuǎn)換系數(shù)、Kz表示阻尼力矩的轉(zhuǎn)換系數(shù)。根據(jù)誤差公式，我們得到下列結(jié)論。二、結(jié)論由以上三種羅經(jīng)的分析得出下列結(jié)論：1）三種羅經(jīng)的速度誤差表達式相同與Re、We、φ、V、C、有關(guān)，與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)H、M無關(guān).2）對于右圖，從速度誤差公式可知：正南北（N，S）航向時，αrv絕對值最大，正東西（W，E）航向時，αrv為零。3）在0°~90°，270°~0°航區(qū)（偏北航向）αrv>0，有西誤差。在90°~180°，180°~270°航區(qū)（偏南航向）αrv<0，有東誤差。1/31/202341三、速度誤差的消除1．內(nèi)補償法：1）電控羅經(jīng)；在垂直軸加補償力矩MZV，產(chǎn)生向下的進動VZV，主軸抬高的視運動將被抵消，從而消除速度誤差，2）液體連通器式羅經(jīng)；在垂直軸加二個補償力矩，速度補償力矩和緯度補償力矩，從而將速度誤差和緯度誤差都被消除。2．外補償法：對于下重式羅經(jīng)根據(jù)公式：αrv=VcosC/(ReWecos+VsinC)制作出表格實際使用時，采用查表法?！?=習題分類==速度誤差的補償方法==右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．什么是速度誤差內(nèi)補充、速度誤差外補償？2.哪種陀螺采用內(nèi)補充？哪種陀螺采用內(nèi)補充？子午面水平面偏北航向產(chǎn)生速度誤差的原因：由于水平面沿北方向的下傾牽連運動，主軸為保慣性坐標指向不變，出現(xiàn)主軸抬高的視運動，控制力矩將使其向西運動，主軸西偏產(chǎn)生向下的視運動，從而二者抵消。主軸西偏的角度為速度誤差。加入補償力矩MZV，使VZV抵消主軸抬高的視運動，使得控制力矩產(chǎn)生的向西運動沒有必要。1/31/202342

====習題分類====速度誤差成因、特點=====

A1436、船舶恒向恒速運動時，陀螺羅經(jīng)將產(chǎn)生________。(37478:第七章航海儀器:3269)A．速度誤差，B．搖擺誤差，C．沖擊誤差，D．緯度誤差

83A．船舶恒向等速運動時，陀螺羅經(jīng)主軸的穩(wěn)定位置偏離子午面產(chǎn)生：A、速度誤差 B、變向誤差，C、沖擊誤差 D、緯度誤差88a．陀螺羅經(jīng)產(chǎn)生偏西的速度誤差最大值的航向是

。A、000°B、090°，C、180° D、270°D1437、引起陀螺羅經(jīng)速度誤差變化的主要因素有________。(37482:第七章航海儀器:3270)A．航向，B．航速，C．船舶所在地緯度，D．A+B+C

57d．陀螺羅經(jīng)的速度誤差與下列哪一項無關(guān)：A、航速 B、航向，C、船舶所在緯度D、羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)75d．下列哪項與陀螺羅經(jīng)的速度誤差無關(guān)？A、航向 B、航速，C、地理緯度 D、地理經(jīng)度80c．船舶在哪個航向上航行時，陀螺羅經(jīng)的速度誤差最大？A、045° B、090°，C、180° D、270°C1438、陀螺羅經(jīng)的速度誤差隨船航向變化，在________航向上速度誤差最大。(37487:第七章航海儀器:3271)A．045°和225°，B．090°和270°，C．000°和180°，D．135°和315°B1435、下列有關(guān)陀螺羅經(jīng)誤差的說法中，________是錯誤的。(37473:第七章航海儀器:3268)A．采用垂直軸阻尼法的陀螺羅經(jīng)產(chǎn)生緯度誤差，B．速度誤差與船舶所在地的緯度無關(guān)C．采用外補償法消除速度誤差時，陀螺羅經(jīng)主軸的原穩(wěn)定位置不變，D．第一類沖擊誤差在船舶機動終了后約1h即可消失

D1439、下列那些與陀螺羅經(jīng)的速度誤差無關(guān)。(37490:第七章航海儀器:3272)A．航速，B．航向，C．船舶所在緯度，D．羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)D1423、下列________因素會影響陀螺羅經(jīng)的速度誤差。(37423:第七章航海儀器:3256)A．航向、船速，B．地球半徑、緯度，C．地球自轉(zhuǎn)角速度，D．A+B+C，E．水平軸，減小B1440、陀螺羅經(jīng)的速度誤差與緯度________，而與緯度的符號________。(37494:第七章航海儀器:3273)A．有關(guān)，有關(guān)，B．有關(guān)，無關(guān)，C．無關(guān)，無關(guān)，D．無關(guān)，有關(guān)82d．三種不同型號羅經(jīng)裝于同一船上，其速度誤差值是：A、安許茨和斯伯利相等B、斯伯利和阿瑪-勃朗相等C、阿瑪-勃朗和安許茨相等 D、安許茨、斯伯利和阿瑪-勃朗相等1/31/202343

====習題分類=====速度誤差的補償方法=====A1442、斯伯利37型羅經(jīng)速度誤差經(jīng)外補償后，羅經(jīng)主軸在方位上將________。(37503:第七章航海儀器:3275)A．位于子午面內(nèi)，B．位于水平面內(nèi)，C．仍然偏離子午面，D．以上均錯C1426、3259．在船舶緯度和速度變化_______范圍時，應(yīng)重新調(diào)整_______度誤差和速度誤差旋鈕。(37433:第七章航海儀器:3259)A．根據(jù)船舶的瞬時緯度和航速進行校正，B．每當緯度變化1°，航速變化l節(jié)校正一次C．每當緯度至多變化5°，航速至多變化5節(jié)校正一次，D．對緯度和航速的變化無具體要求=======綜合題========73b．在船由前進一變?yōu)榍斑M三以后兩小時，船上的斯伯利20型羅經(jīng)可能有誤差。A、速度和沖擊 B、速度和緯度，C、沖擊和搖擺 D、緯度和沖擊89b．船舶恒速恒向航行時，下列哪種羅經(jīng)將同時產(chǎn)生緯度誤差和速度誤差？A、安許茨IV型羅經(jīng)B、斯伯利37型羅經(jīng)，C、航海I型羅經(jīng)D、普拉特C型羅經(jīng)85a．在航行期間，哪種羅經(jīng)產(chǎn)生的緯度誤差和速度誤差必須校正？A、阿瑪-勃朗10型羅經(jīng) B、航海I型羅經(jīng)，C、安許茨IV型羅經(jīng) D、普拉特C型羅經(jīng)71c．阿瑪-勃朗10型羅經(jīng)在北緯90°航行的船上，出現(xiàn)的速度誤差______。A、是東誤差 B、是西誤差C、方向不定 D、只有緯度誤差，無速度誤差1/31/202344第三節(jié)沖擊誤差

船舶機動時產(chǎn)生加速度，從而出現(xiàn)與加速度方向相反的慣性力。這些慣性力作用在羅經(jīng)控制設(shè)備和阻尼設(shè)備上，從而產(chǎn)生新的力矩，這些力矩將產(chǎn)生新的進動，從而改變主軸的指向，破壞主軸指北。下面；我們對此進行分析，并找出解決的辦法。定義1：慣性力作用在控制設(shè)備上，從而使主軸產(chǎn)生進動，在機動期間△t內(nèi)，主軸進動產(chǎn)生的相對原穩(wěn)定位置的角位移，稱為沖擊位移BZ。例如：下重式為例，船舶加速向北，相對于支點，控制設(shè)備重心的慣性力向后，由二個右手定則得到；主軸西進動。產(chǎn)生新誤差，不再指北。定義2：船舶機動時產(chǎn)生的慣性力作用在控制設(shè)備上所產(chǎn)生的誤差，稱為第一類沖擊誤差BI。機動終了時，主軸從所在位置向新穩(wěn)定位置作收斂螺旋線運動，這期間主軸與新穩(wěn)定位置的方位夾角，稱為第一類沖擊誤差BI的值。<===習題分類===第一類沖擊誤差成因、特點等等=子午面赤道面主軸水平面新穩(wěn)定位置rv2子午面原穩(wěn)定位置rv1沖擊位移BzBIBz第一類沖擊誤差BI機動終了時，主軸所在位置A1/31/202345

舒拉條件:定義3：機動之前，原穩(wěn)定位置rv1的速度誤差為αrv1，機動之后，新穩(wěn)定位置rv2的新速度誤差為αrv2，則新穩(wěn)定位置和原穩(wěn)定位置的夾角△αr稱為速度誤差之差?！鳓羠=αrv1-αrv2《===習題分類===第一類沖擊誤差成因、特點等等=水平面新穩(wěn)定位置rv2子午面原穩(wěn)定位置rv1沖擊位移BzArv2rv1BzBIBIBzBz第一類沖擊誤差BI機動終了時，主軸所在位置rv2rv1AArv1rv2滿足舒拉條件，機動終了時正好在新穩(wěn)定位置。BI=01/31/202346設(shè)計緯度φo：若機動終了時，恰好到達機動之后的新穩(wěn)定位置，之后穩(wěn)定在新穩(wěn)定位置上。故不存在第一類沖擊誤差BI。滿足舒拉條件，這一情況下，通過數(shù)學推導(dǎo)，我們有下結(jié)論：==習題分類====第一類沖擊誤差成因、特點等等=第一個式子說明；當羅經(jīng)的等幅擺動周期為84.8(min)時，機動終了時恰好到達新穩(wěn)定位置。第二個式子說明；羅經(jīng)的H、M一定時，滿足第二個式子的緯度，稱為羅經(jīng)的設(shè)計緯度。也就是說；在設(shè)計緯度上，機動終了時恰好到達新穩(wěn)定位置。不產(chǎn)生減幅擺運動。水平面新穩(wěn)定位置rv2子午面原穩(wěn)定位置rv1沖擊位移BzArv2rv1BzBIBIBzBz第一類沖擊誤差BI機動終了時，主軸所在位置rv2rv1AArv1rv2滿足舒拉條件，則機動終了時；BI=01/31/202347

結(jié)論：1）在設(shè)計緯度φo上，擺動周期為84.4min，不存在第一類沖擊誤差（M，H不可調(diào)）若M，H可調(diào)，可在任一緯度使擺動周期為84.4，則羅經(jīng)在任何緯度不存在第一沖擊誤差。2）機動終了時，第一類沖擊誤差具有最大值，機動終了后，沖擊誤差的大小和方向均周期性變化并逐漸消失。一般地；這一過程的持續(xù)時間小于2小時。3）根據(jù)分析，我們有下面的公式：BI=(αrv2-αrv1)(cosφ/cosφo-1)BI為主軸機動終了時與新穩(wěn)定位置的偏差

如果存在北向加速度，則：αrv2-αrv1>0當φ<φo時，根據(jù)上面的公式，我們得到BI<0，這說明；機動終了時，主軸偏于新穩(wěn)定位置之西。

當φ>φo時，我們得到BI>0，這說明；機動終了時，主軸偏于新穩(wěn)定位置之東。

如果存在南向加速度，則：αrv2-αrv1<0，則結(jié)論相反。<===習題分類===第一類沖擊誤差成因、特點等等=水平面新穩(wěn)定位置rv2子午面原穩(wěn)定位置rv1沖擊位移BzArv2rv1BzBIBIBzBz第一類沖擊誤差BI機動終了時，主軸所在位置rv2rv1AArv1rv2滿足舒拉條件，則機動終了時；BI=01/31/202348第二類沖擊誤差BII定義：機動時，慣性力作用在阻尼設(shè)備上產(chǎn)生的誤差稱為第二類沖擊誤差。根據(jù)前述內(nèi)容：第一類沖擊誤差BI和第二類沖擊誤差BII是同時產(chǎn)生的。第一類沖擊誤差BI和第二類沖擊誤差BII共同作用產(chǎn)生的總誤差為B，也就是：BBIBII根據(jù)分析：當＜0時，BI和BII一個偏在穩(wěn)定位置之左，一個偏在穩(wěn)定位置之右，誤差符號相反。BBIBII，沖擊誤差最小。當=0時，BI等于零，B=BII，總誤差B較?。划敚?時，BI和BII均偏在穩(wěn)定位置之右，B=BI+BII，沖擊誤差最大。這樣，我們得到下列結(jié)論：φ>φo時，二類沖擊誤差同符號,通過關(guān)閉阻尼器來消除第二類沖擊誤差。φ<φo時，第一，二類沖擊誤差符號相反，故不關(guān)閉阻尼器。使共同作用產(chǎn)生的總誤差B最小。(高同低異)第二類沖擊誤差消失的時間長度：機動之后大約1(h)====習題分類=====第二類沖擊誤差=====支點支撐線西側(cè)配重物圖C(立體圖)船舶加速度α方向1/31/202349

=======習題分類======第一類沖擊誤差成因、特點等等=====A1441、當船舶航行緯度不在設(shè)計緯度時，陀螺羅經(jīng)的沖擊誤差將________。(37497:第七章航海儀器:3274)A．增大，B．變小，C．不變，D．大小根據(jù)羅經(jīng)結(jié)構(gòu)而定

A1429、陀螺羅經(jīng)第一類沖擊誤差是指________而產(chǎn)生的誤差。(37442:第七章航海儀器:3262)A．慣性力矩作用在羅經(jīng)重力控制設(shè)備上，B．慣性力矩作用在羅經(jīng)阻尼設(shè)備上C．慣性力矩作用在羅經(jīng)幾何中心上，D．羅經(jīng)在船舶搖擺時。

C1430、當船舶機動航行的緯度為________時，陀螺羅經(jīng)不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。(37445:第七章航海儀器:3263)A．高于設(shè)計緯度，B．低于設(shè)計緯度，C．設(shè)計緯度，D．赤道附近

B1431、船舶機動時，羅經(jīng)受慣性力矩的影響，大約在船機動以后________小時左右消失。(37448:第七章航海儀器:3264)A．0.5，B．1.0，C．3.0，D．5.0

D1432、船舶在海上轉(zhuǎn)向后，船上羅經(jīng)會有________誤差。(37452:第七章航海儀器:3265)A．緯度和沖擊，B．速度和緯度，C．沖擊和搖擺，D．速度和沖擊C1428、當船舶變速變向運動時，陀螺羅經(jīng)受到慣性力矩的作用，使主軸偏離________形成的誤差叫________。(37440:第七章航海儀器:3261)A．真北，速度誤差，B．真北，搖擺誤差，C．穩(wěn)定位置，沖擊誤差，D．穩(wěn)定位置，緯度誤差

D1425、若陀螺羅經(jīng)不產(chǎn)生沖擊誤差，船舶應(yīng)處在________運動狀態(tài)。(37429:第七章航海儀器:3258)A．變速變向，B．恒速變向，C．變速恒向，D．恒速恒向

B1411、當陀螺羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)一定時，羅經(jīng)等幅擺動的周期為84．4分鐘所對應(yīng)的緯度被稱為________。(37383:第七章航海儀器:3244)A．標準緯度，B．設(shè)計緯度，C．20°，D．固定緯度

C1413、舒拉條件是指當陀螺羅經(jīng)的等幅擺動周期為________，陀螺羅經(jīng)不存在第一類沖擊誤差。(37389:第七章航海儀器:3246)A．6小時，B．90分鐘，C．84．4分鐘，D．60分鐘1/31/202350

=======習題分類======第一類沖擊誤差成因、特點等等=====30c．阻尼因素的定義是：前一次

最大方位角與下一次

最大方位角之比。A、偏東，偏西 B、偏西，偏西C、偏東，偏東 D、偏東或偏西，偏西或偏東50b．陀螺羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)一定時，等幅擺動的周期為84.4分鐘的緯度為

。A、60° B、設(shè)計緯度C、55° D、任意緯度72d．當船舶在

海區(qū)機動航行時，陀螺羅經(jīng)不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。A、低于設(shè)計緯度 B、高于設(shè)計緯度，C、赤道D、設(shè)計緯度90b．船舶機動所產(chǎn)生的沖擊誤差，大約在機動以后

小時該誤差消失。A、0.5 B、1，C、3.0 D、591d．船剛調(diào)頭完畢時，船上航海I型羅經(jīng)會有

誤差。A、緯度和沖擊 B、速度和緯度C、沖擊和搖擺 D、速度和沖擊84c．船舶變速變向時，陀螺羅經(jīng)受慣性力作用，主軸偏離穩(wěn)定位置形成的誤差叫：A、速度誤差 B、緯度誤差C、沖擊誤差 D、變向誤差86a．羅經(jīng)第一類沖擊誤差是指

而產(chǎn)生的誤差。A、慣性力作用在羅經(jīng)控制設(shè)備上 B、慣性力作用在羅經(jīng)阻尼設(shè)備上C、慣性力作用在羅經(jīng)中心上 D、羅經(jīng)受到敲打、震動1/31/202351

====習題分類====第二類沖擊誤差=====93d．航海I型羅經(jīng)的阻尼開關(guān)置于“無阻尼”位置，用于船舶航行于

緯度可消除

沖擊誤差。A、低。第一類 B、高，第一類C、低，第二類 D、高，第二類87a．航海I型羅經(jīng)的阻尼開關(guān)在

情況下應(yīng)放在無阻尼位置。A、北緯65度機動航行B、北緯45度機動航行C、北緯65度恒速恒向航行 D、北緯45度恒速恒向航行15B．為了減小沖擊誤差，當船在低于設(shè)計緯度的海區(qū)機動航行時，應(yīng)

。A、關(guān)閉阻尼器 B、不關(guān)閉阻尼器，C、接通冷卻開關(guān) D、斷開隨動開關(guān)74a．為減少沖擊誤差，當航行低于設(shè)計緯度的海區(qū)時，船船機動過程中應(yīng)將陀螺羅經(jīng)的

開關(guān)

。A、阻尼，接通 B、隨動，接通C、阻尼，斷開 D、隨動，斷開1/31/202352第四節(jié)：搖擺誤差定義：船舶搖擺所產(chǎn)生的慣性力作用于單轉(zhuǎn)子擺式羅經(jīng)重力控制設(shè)備上，從而引起的指北誤差。物理分析略，引用結(jié)論如下：1：特點：1）擺搖誤差與羅經(jīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、搖擺方向、緯度等有關(guān)2）在隅點航向（045°，135°，225°，315°）航行，且橫搖時搖擺誤差最大。2：誤差消除：1）安許茨：陀螺球內(nèi)放二個陀螺馬達，且它們的動量矩H相互垂直從而消除誤差。2）斯伯利：液體連通器的液體采用硅油，流動周期大于搖擺周期從而消除誤差。3）阿瑪~勃朗：電磁擺內(nèi)充滿硅油，對擺錘強阻尼，船舶搖擺時，擺捶不隨船舶搖擺，從而消除誤差。第五節(jié)基線誤差定義：主羅經(jīng)和分羅經(jīng)中均裝有用來讀取航向的基線，基線應(yīng)與船首尾線平行，否則會產(chǎn)生誤差，稱該誤差為基線誤差。如圖示。1/31/202353

=========習題分類=======搖擺誤差（安許茨斯伯利系列阿瑪一勃朗系列）=====C1433、為什么安許茨系列羅經(jīng)的陀螺球要采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)________。(37463:第七章航海儀器:3266)A．緯度誤差,B．第一類沖擊誤差,C．搖擺誤差,D．速度誤差77b．在下列哪個航向上，陀螺羅經(jīng)的搖擺誤差最大？A、000° B、045°C、090° D、180°78c．安許茨IV型羅經(jīng)的陀螺球采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是為了消除誤差。A、緯度 B、第一類沖擊C、搖擺 D、速度=======習題分類========基線誤差=======D1443、陀螺羅經(jīng)的基線誤差是指羅經(jīng)基線與船首尾線________，而由此產(chǎn)生________的誤差。(37507:第七章航海儀器:3276)A．平行，偏離真北,B．不平行，偏離真北C．平行，指向,D．不平行，指向

A1444、陀螺羅經(jīng)的基線誤差是指羅經(jīng)________。(37511:第七章航海儀器:3277)A．航向讀數(shù)誤差，B．偏離真北的誤差C．偏離羅北的誤差，D．偏離水平面的誤差68a．陀螺羅經(jīng)的基線誤差是指羅經(jīng)基線與船首尾線不平行，而由此產(chǎn)生的。A、航向讀數(shù)誤差 B、偏離真北的誤差C、偏離羅北的誤差 D、偏離水平面的誤差的1/31/202354第三章安許茨陀螺羅經(jīng)第一節(jié)概述安許茨陀螺羅經(jīng)是最早的船用陀螺羅經(jīng)，德國的安許茨型、普拉特型、中國的航海Ⅰ型、日本的北辰型都是屬于該系列。第二節(jié)主羅經(jīng)結(jié)構(gòu)一：靈敏部分：靈敏部分是以主軸為主的，包含控制設(shè)備和阻尼設(shè)備，具有三個自由度的指北部分。安許茨陀螺羅經(jīng)的靈敏部分是一個陀螺球。陀螺球內(nèi)，裝有兩個陀螺馬達，兩個陀螺馬達，繞其垂直軸旋轉(zhuǎn)，在船舶搖擺時，將同時增大或減小各自主軸之間的夾角，使得二個主軸的合成動量矩保持不變。二個主軸的合成動量矩為陀螺球主軸方向。上述這種結(jié)構(gòu)既保證了陀螺球具有定軸性，又可有效地消除搖擺誤差。陀螺球的頂電極和底電極，分別由導(dǎo)線連接至球內(nèi)的接線柱上，這就是輸入陀螺馬達的三相交流電的第一相和第二相的通路。在陀螺球赤道帶處有一條寬赤道電極和兩條相互平行的窄赤道電極，它們均與球殼相通，這是陀螺馬達三相交流電的第三相通路。陀螺球的球殼用黃銅壓制而成，它分為上下兩個半球。密閉陀螺球內(nèi)充氫氣，減少轉(zhuǎn)動部分的摩擦阻力，器件不易氧化和有利于陀螺球散熱。球殼外表面，除導(dǎo)電部分裝有石墨電極外，其余部分均覆蓋一層硬橡膠，用來絕緣。HH底電極頂電極陀螺球（內(nèi)充氫氣）主軸H陀螺球赤道電極1/31/202355

陀螺球浸浮在隨動球的支承液體中。在工作溫度52°±3°(C)時，陀螺球具有負浮力特性，也就是說；陀螺球的浮力，略小于陀螺球的重力約15~20g，因此；陀螺球沉于隨動球的底部。

為此，在陀螺球底部，設(shè)置電磁上托線圈，在電磁力的作用下，使陀螺球，懸浮在支承液體中。這樣；陀螺球便有了三個自由度，固定在陀螺球內(nèi)的、由陀螺馬達使其轉(zhuǎn)動的主軸，也就有了三個自由度。=====習題分類=====支撐方式======右上習題分類對應(yīng)2個知識要點：1．支撐方式由哪二部分組成？2.支承液體的工作溫度隨動球內(nèi)的支承液體陀螺球內(nèi)的電磁上托線圈（產(chǎn)生向上的浮力提供三自由度）

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隨動球的頂、底和赤道電極，分別與陀螺球的頂、底和赤道電極相對應(yīng)，并通過液體，隨動球的各個電極向陀螺球?qū)?yīng)的電極供電。陀螺球的頂電極和底電極，分別由導(dǎo)線連接至球內(nèi)的接線柱上，這就是輸入陀螺馬達的三相交流電的第一相和第二相的通路。在陀螺球赤道帶處有一條寬赤道電極和兩條相互平行的窄赤道電極，它們均與球殼相通，這是陀螺馬達三相交流電的第三相通路。隨動球內(nèi)的液體稱為支承液體，由蒸餾水、甘油、安息香酸組成。其中；增加甘油可以加大液體比重，增加浮力、增加安息香酸可以加大導(dǎo)電能力。====習題分類======三相交流電路========右上習題分類對應(yīng)1個知識要點：1．三相交流電路中各相電路的作用？陀螺球頂電極隨動球頂電極隨