[发明专利]一种光纤陀螺定向仪

说明书

本发明提出一种光纤陀螺定向仪，包括用于调整光纤陀螺定向仪整体水平性的对中整平系统，对中整平系统包括基座，对中整平系统上方由下至上依次同轴固定设置处理系统、测角系统、照准系统及光纤定向系统。对中整平系统、照准系统、测角系统和计算机处理系统为光纤陀螺精准定向提供了可靠的环境，而陀螺仪定向的结果又为仪器的精密测量工作提供了可靠基础。本发明提高了陀螺定向的精度和工作效率，克服了传统机械陀螺定向测量设备存在仪器体积大、机械磨损高、运输不方便，作业周期长、劳动强度大和受观测环境影响严重等不足，构建了一套完整的光纤陀螺定向系统。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺定向仪技术领域，具体涉及一种光纤陀螺定向仪。

背景技术

在矿山地下井巷掘进、城市地铁、江河海底隧道等地下工程建设中，确保隧道安全准确的贯通是一项十分重要的测量工作。但是由于地下工程的特殊环境限制，一些常规的测量技术手段，如GNSS技术等，往往不能在地下工程中得以实施。随着地下工程施工的不断推进，平面方位误差的累积是影响地下工程建设、贯通的最为关键的误差影响因素之一。因此，在地下工程中，通常采用陀螺定向测量的方法，对平面方位误差进行校正，以确保地下工程的顺利贯通。这主要是由于陀螺定向测量是通过陀螺敏感地球自转实现方位角度测量的，不存在测量误差累积和精度衰减的问题。

而目前在地下工程测量领域所广泛使用的陀螺全站仪(如：德国DMT公司生产的Gyromat3000等)主要采用悬挂带支承技术体系。其工作原理是通过一根长长的悬挂带将陀螺灵敏部吊起，使高速旋转的陀螺在地球自转效应的作用下产生绕子午线方向往复摆动的进动运动，并通过逆转点法、中天法和积分法等测量方法进行观测，测定真北方向；并通过全站仪将该真北方向与目标测线方向进行关联，测定测线的真北方位角。然而在长期的实践应用中，人们发现，这种悬挂带式的陀螺普遍存在着悬挂带易断裂，系统机械故障率高、机械磨损高、体积大、重量沉，搬运困难、操作难度大和定向时间长等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光纤陀螺定向仪，以解决悬挂带式的陀螺普遍存在着悬挂带易断裂，系统机械故障率高、机械磨损高、体积大、重量沉，搬运困难、操作难度大和定向时间长等问题。

本发明采用如下技术方案予以实现：

一种光纤陀螺定向仪，包括用于调整光纤陀螺定向仪整体水平性的对中整平系统，对中整平系统包括基座，对中整平系统上方由下至上依次同轴固定设置处理系统、测角系统、照准系统及光纤定向系统，所述照准系统包括垂直设置在测角系统上方的旋转部支架，旋转部支架通过水平旋转部安装于基座，垂直旋转部支架设置望远镜，望远镜的内部中心点为竖轴VV轴、水平轴HH轴及视准轴LL轴三轴的交点，竖轴VV轴与水平轴HH轴正交，视准轴LL轴与水平轴HH轴正交，望远镜可绕HH轴在竖直面内旋转，旋转部支架外侧与HH轴交会处设置测量仪器高度量取标识，望远镜的下方设置管水准器，旋转部支架上设有竖直螺旋和水平螺旋；

所述光纤定向系统包括金属壳体，金属壳体内部环绕设置光纤环，光纤环的底部设置Y-波导和耦合器，金属壳体上设置光源和探测器，金属壳体通过固定支架与所述照准系统的旋转部支架垂直连接，光源发出的光束经过耦合器耦合，进入Y-波导被分成两束光，分别耦合进光纤环，沿顺、逆时针方向传播，从光纤环两端出来的光再经过Y-波导二叠加产生干涉，所述光纤定向系统通过固定支架的内部电路与处理系统连接。

具体的，所述竖直螺旋包括设置在旋转部支架上与水平轴HH轴共水平面的竖直制动螺旋和竖直微动螺旋，水平螺旋包括设置在旋转部支架上靠近处理系统处的水平制动螺旋及水平微动螺旋。

具体的，所述竖直微动螺旋套设在竖直制动螺旋内部，所述水平微动螺旋套设在水平制动螺旋内部。

具体的，所述测角系统位于照准系统下方，包括连接轴和水平设置在连接轴顶部的测角度盘，连接轴的底端垂直固定在对中整平系统上，连接轴的顶端与水平旋转部连接。