陀螺经纬仪定向

用陀螺经纬仪确定定向边方位角的测量，简称陀螺定向。上架式陀螺经纬仪由于制造上的缺陷，通过目镜观测得到的陀螺轴摆动平衡位置(称陀螺子午线方向)与过测站的真子午面并不重合，故只能测量以陀螺子午线为准的陀螺方位角。某边陀螺方位角是通过测定陀螺子午线方向值与某边方向值之差求得。陀螺方位角与某边真方位角之差(即陀螺子午面与真子午面的二面角)叫仪器常数。每次定向都要测定仪器常数;在定向边上测出陀螺方位角，经过计算求得定向边的坐标方位角。1

应用陀螺经纬仪定向可用于：为井下某一水平定向;在经纬仪导线中每隔一段距离测一条导线边的坐标方位角，使导线成为方向附合导线，可控制测角误差的积累;矿山、隧道等大型地下工程测量的定向;在荫蔽地区测量的定向。

立井定向测量需要传递坐标时，在井筒中悬挂一根钢丝垂线，地面测出该钢丝的坐标;井下在钢丝垂线与陀螺定向边之间测设导线，按导线计算方法计算该导线各点的坐标。

陀螺定向的外业观测，主要是测某边的陀螺方位角。为了求得井下某导线边的坐标方位角，须按一定的定向程序进行。

定向程序(1)在地面已知坐标方位角边上测定仪器常数。将陀螺经纬仪安置在地面近井点C上(图1a)，测出CD边的陀螺方位角TCD，已知CD边的坐标方位角αCD，则仪器常数△为：

△=ACD-TCD=αCD+γC-TCD

式中γC为C点子午线收敛角，根据C点高斯平面直角坐标求得。C点在中央子午线以东γC为正，以西为负。

(2)在井下定向边上测量陀螺方位角。如图1b，ab为井下定向边，用陀螺经纬仪测出其陀螺方位角Tab，则该边的坐标方位角为：

αab=Aab-γa=Tab+△-γa

式中γa为a点子午线收敛角。

(3)在地面上再次测定仪器常数，以提高测量精度并进行检核。用仪器常数平均值参与计算。

测量陀螺方位角2～3次，用两次测量结果的差值进行校核。

陀螺方位角测量如图2，陀螺经纬仪安置在测站点C上，用望远镜照准D点并读取水平度盘读数M，称测线方向值。陀螺运转后，通过陀螺轴的摆动观测，求出望远镜视准轴指向陀螺子午线方向的度盘读数NT，称陀螺子午线 (或陀北)方向值。该边的陀螺方位角为TCD=M-NT。依测量陀螺子午线方向值NT的方法不同，分逆转点法、中天法等。

发展立井几何定向占用井筒影响生产，而且工作组织复杂，精度较低，特别在井筒深度大时，更难保证精度。陀螺经纬仪定向可以克服这些缺点，且可在任一地点进行定向。陀螺经纬仪约在20世纪50年代研制出来，并用于矿井定向。中国70年代开始用于矿井定向，80年代得到很大发展，现已广泛应用。在保证仪器的稳定性和定向精度的条件下，仪器向防爆型及小型化、自动化方向发展。

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学