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主要應(yīng)用于隧道施工測量,以及盾構(gòu)掘進(jìn)中的水平及真北方向測量,可大大彌補(bǔ)導(dǎo)線過長所造成的精度損失。

追尾測定[反轉(zhuǎn)法]

利用全站儀的水平微動(dòng)螺絲對(duì)陀螺經(jīng)緯儀顯示歲差運(yùn)動(dòng)的刻度盤進(jìn)行追尾。在震動(dòng)方向反轉(zhuǎn)的點(diǎn)上(此時(shí)運(yùn)動(dòng)停止)讀取水平角。如此繼續(xù)測定之,求得其平均震動(dòng)的中心角。用此方法進(jìn)行20分鐘的觀測可以求得+/-0。5分的真北方向。

時(shí)間測定[通過法]

用追尾測定觀測真北方向后,陀螺經(jīng)緯儀指向了真北方向,其指針由于歲差運(yùn)動(dòng)而左右擺動(dòng)。用全站儀的水平微動(dòng)螺絲對(duì)指針的擺動(dòng)進(jìn)行追尾,當(dāng)指針通過0點(diǎn)時(shí)反復(fù)記錄水平角,可以提高時(shí)間測定的精度,并以+/-20秒的精度求得真北方向。

在隧道等挖掘工程中,坑內(nèi)的中心線測量一般采用難以保證精度的長距離導(dǎo)線。特別是進(jìn)行盾構(gòu)挖掘(shield tunnel)的情況,從立坑的短基準(zhǔn)中心線出發(fā)必須有很高的測角精度和移站精度,測量中還要經(jīng)常進(jìn)行地面和地下的對(duì)應(yīng)檢查,以確保測量的精度。特別是在密集的城市地區(qū),不可能進(jìn)行過多的檢測作業(yè)而遇到困難。如果使用陀螺經(jīng)緯儀可以得到絕對(duì)高精度的方位基準(zhǔn),而且可減少耗費(fèi)很高的檢測作業(yè)(檢查點(diǎn)最少),是一種效率很高的中心線測量方法。

方向角獲取

當(dāng)有通視障礙,不能從已知點(diǎn)取得方向角時(shí),可以采用天文測量或陀螺經(jīng)緯儀測量的方法獲取方向角(根據(jù)建設(shè)省測量規(guī)范)。與天文測量比較,陀螺經(jīng)緯儀測量的方法有很多優(yōu)越性:對(duì)天氣的依賴少、云的多少無關(guān)、無須復(fù)雜的天文計(jì)算、在現(xiàn)場可以得到任意測線的方向角而容易計(jì)算閉合差。

真北測定

在城市或近郊地區(qū)對(duì)高層建筑有日照或日影條件的高度限制。在建筑申請(qǐng)時(shí),要附加日影圖。此日影圖是指,在冬至的真太陽時(shí)的8點(diǎn)到16點(diǎn)為基準(zhǔn),進(jìn)行為了計(jì)算、圖面繪制所需要的高精度真北方向測定。使用陀螺經(jīng)緯儀測量可以獲得不受天氣、時(shí)間影響的真北測量。

一、跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法
二、中天法
三、陀螺靜止位置法

這里介紹目前我們國內(nèi)普遍采用的跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法。陀螺經(jīng)緯儀用跟蹤逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法在一個(gè)測點(diǎn)上進(jìn)行定向時(shí),其操作程序大致為:

1、嚴(yán)格整置經(jīng)緯儀,架上陀螺儀,以一個(gè)測回測定測線方向值,然后將儀器大致對(duì)向北方;

2、下放靈敏部,進(jìn)行測前零位觀測;

3、進(jìn)行粗略定向,它可由附件粗定向羅盤來完成,也可采用兩點(diǎn)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法,四分之一周期法和擺幅法來完成。

4、經(jīng)緯儀旋轉(zhuǎn)到粗定向方向位置,啟動(dòng)陀螺,待達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后緩慢的下放陀螺靈敏部,并進(jìn)行限幅,用微動(dòng)螺旋跟蹤。跟蹤要做到平穩(wěn)和連續(xù)。切忌跟蹤不及時(shí),時(shí)而落后于靈敏部的擺動(dòng),時(shí)而很快趕上或超過很多。因這些情況都影響到結(jié)果精度。在擺動(dòng)達(dá)到逆轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí),連續(xù)讀取5個(gè)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)讀數(shù)U1U2U3U4U5

5、鎖緊陀螺并制動(dòng),進(jìn)行測后零位觀測;

6、以一個(gè)測回測定測線方向值,前后兩測回的互差符合限差時(shí),取其平均值作為測線方向值。定向邊坐標(biāo)方向角的計(jì)算步驟如下:陀螺方位角=測線方向值-陀螺北方向值地理方位角=陀螺方位角+儀器常數(shù)坐標(biāo)方位角=地理方位角-子午線收斂角儀器常數(shù)可在已知方位角的導(dǎo)線上或三角點(diǎn)測定,按下式計(jì)算出儀器常數(shù)測量地理方位角時(shí)可用到。