[发明专利]一种机动布站的光电经纬仪高精度自主定向方法

摘要

本发明公开了一种机动布站的光电经纬仪高精度自主定向方法，该方法采用陀螺粗定向和北极星精定向的组合定向方案。陀螺粗定向是将陀螺安装在光电经纬仪转台上，利用地球自转角速度的分量在水平面各个方向不相等的原理，采用陀螺敏感不同位置点的地球角速度分量，结合陀螺输出和转台编码器信息即可得到光电经纬仪的粗定向结果。粗定向完成以后，控制光电经纬仪的视轴方位角等于粗定向角度，视轴的俯仰角等于当地纬度，把北极星引入光电经纬仪的视场，依据天文方位角计算软件，完成光电经纬仪精确定向。本发明方法定向精度高，定向速度快，填补了当前光电测量设备无法自主定向的空白，满足了机动布站的光电经纬仪自主定向的需求。

主权项

1.一种机动布站的光电经纬仪高精度自主定向方法，其特征在于：该方法采用陀螺粗定向和北极星精定向，自主确定光电测量设备北向基准，具体步骤如下：步骤一、粗定向装置主要由转台(1)，编码器(2)和陀螺仪(3)组成，陀螺仪(3)的敏感轴和转台(1)平面平行，粗定向步骤如下：步骤1：静止情况下，在位置1采集陀螺仪(3)和编码器(2)的输出值，分别为ω1和θe1，此时陀螺敏感轴和北向的夹角为θgN1；步骤2：转台(1)转动180度到位置2，转台静止时，采集陀螺仪(3)和编码器(2)的输出值，分别为ω2和θe2，此时陀螺敏感轴和北向的夹角为θgN2，其中θgN2＝180°‑θgN1，θe2＝180°+θe1；步骤3：根据步骤1和步骤2采集的数据计算θgN1，其中ω_e和分别为地球自转角速度和地理纬度，b为陀螺零偏，简化上式可得，步骤4：在位置1时陀螺敏感轴和北向的夹角为θgN1，此时编码器的值为θe1，因此，编码器零位和地理北向的夹角为θgN1+θe1；步骤二、北极星精定向：根据步骤4所得的结果，控制光电经纬仪视轴运动，使其方位角等于θ_gN1+θ_e1＝θ_EN1，俯仰角等于地理纬度此时粗定向的均方根误差为σ_g，可以将北极星引入光电经纬仪的视场内，光电经纬仪测得的北极星方位俯仰角分别为A₁和E₁；采用天文方位角计算软件，可得出北极星相对光电经纬仪站点的真实方位俯仰角A₂和E₂；根据测量值A₁和E₁和参考值A₂和E₂，修正光电经纬编码器的零点位置，即完成光电经纬的定向，定向值为A₂。