第二章陀螺羅經(jīng)誤差

1、電航儀器大連海事大學(xué) 航海類專業(yè)“航海儀器(電)”課程教案 第一章 陀螺羅經(jīng)指北原理 第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除 第三章 安許茨4型陀螺羅經(jīng) 第四章 斯伯利37型陀螺羅經(jīng) 第五章 阿瑪勃朗型陀螺羅經(jīng) 第六章 回聲測深儀 第七章 船用計程儀 第八章 磁羅經(jīng)自差校正 第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除 重點是使學(xué)生清晰理解船用陀螺羅經(jīng)的誤差，了解在航海實踐中的消除及補償方法 第一節(jié) 緯度誤差 第二節(jié) 速度誤差 第三節(jié) 沖擊誤差 第四節(jié) 其他誤差 第一節(jié)第一節(jié) 緯緯 度度 誤誤 差差(latitude error) 采用垂直軸阻尼的羅經(jīng)，其主軸指北端的穩(wěn)定采用垂直軸阻尼的羅經(jīng)，

2、其主軸指北端的穩(wěn)定位置不在子午面內(nèi)，而是偏離子午面一個角度，位置不在子午面內(nèi)，而是偏離子午面一個角度，該角度在羅經(jīng)參數(shù)確定后，將隨羅經(jīng)所在緯度該角度在羅經(jīng)參數(shù)確定后，將隨羅經(jīng)所在緯度的正切變化而變化的正切變化而變化 ，故稱為緯度誤差故稱為緯度誤差。 第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、一、緯度誤差的定義：緯度誤差的定義：（E）（W） r第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除第一節(jié)第一節(jié) 緯緯 度度 誤誤 差差(latitude error)二、緯度誤差產(chǎn)生的原因二、緯度誤差產(chǎn)生的原因垂直軸阻尼法是緯度誤差產(chǎn)生的根本原因垂直軸阻尼法是緯度誤差產(chǎn)生的根本原因V

3、2u2ru3u2V2ru3V1（方位誤差）（方位誤差）MM第一節(jié)第一節(jié) 緯緯 度度 誤誤 差差(latitude error)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除三、三、緯度誤差的大小與方向緯度誤差的大小與方向由：由：V1=u3 , V2=u2有：有：H 1 1 r=MDr H 2 2=-M r 求得求得： r =-MD/M tg （E）（W） ru2V2ru3V1（方位誤差）（方位誤差）二、緯度誤差的性質(zhì)：二、緯度誤差的性質(zhì)：r =-MD/M tg1.采用垂直軸阻尼法的羅經(jīng)所具有的誤差。采用垂直軸阻尼法的羅經(jīng)所具有的誤差。2.北緯偏東誤差，南緯偏西誤差。北緯偏東誤差，南緯偏

4、西誤差。3.誤差大小隨緯度的增大而增大。誤差大小隨緯度的增大而增大。（E）（W） ru2V2 ru3V1（方位誤差）（方位誤差）南緯南緯1.外補償法：轉(zhuǎn)動羅經(jīng)基線或刻度盤。外補償法：轉(zhuǎn)動羅經(jīng)基線或刻度盤。2.內(nèi)補償法：對羅經(jīng)施加補償力矩，使主軸返回子午面。內(nèi)補償法：對羅經(jīng)施加補償力矩，使主軸返回子午面。兩種方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？兩種方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？第一節(jié)第一節(jié) 緯緯 度度 誤誤 差差(latitude error)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除三、三、緯度誤差緯度誤差的消除的消除00Nv補償力矩的施加方案：補償力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1

5、r V2u2ru3V1（E）（W）V2V2ru3V2u2V1rA.施加垂直軸施加垂直軸補償力矩；補償力矩；B.施加水平軸施加水平軸補償力矩；補償力矩；第二節(jié)第二節(jié) 速速 度度 誤誤 差差(speed error)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、一、速度誤差速度誤差的定義的定義船舶作恒速恒向航行時，陀螺羅經(jīng)主船舶作恒速恒向航行時，陀螺羅經(jīng)主軸穩(wěn)定位置與船靜止時穩(wěn)定位置的方位軸穩(wěn)定位置與船靜止時穩(wěn)定位置的方位差角。差角。設(shè)船偏北航行，航速設(shè)船偏北航行，航速V，航向航向C。VN=VCosCVE=V SinCNVOCVEVN第二節(jié)第二節(jié) 速速 度度 誤誤 差差(speed e

6、rror)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除二、二、船舶作恒速恒向運動時的旋轉(zhuǎn)角速度及其在船舶作恒速恒向運動時的旋轉(zhuǎn)角速度及其在地理坐標系各坐標軸上的分量；地理坐標系各坐標軸上的分量；EVN引起的角速度：引起的角速度： e W=VN/Re=VCosC/ReVE引起的角速度：引起的角速度： =VE/ReCos （ 相對于相對于 e很小，很小，可忽略不計。）可忽略不計。） e WVNVE Re eVN水平面水平面12 W W使水平面北端使水平面北端不斷下沉，而主軸不斷下沉，而主軸指北端由于定軸性，指北端由于定軸性，故產(chǎn)生了相對水平故產(chǎn)生了相對水平面不斷上升的視運面不斷上升的視運

7、動線速度。動線速度。V3V3=H W =H VCosC/Re w對主軸的影響對主軸的影響第二節(jié)第二節(jié) 速速 度度 誤誤 差差(speed error)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除（E）（W）以北緯下重式羅經(jīng)為例：以北緯下重式羅經(jīng)為例：V3打破了原有的平衡，打破了原有的平衡，迫使主軸必須偏向子午迫使主軸必須偏向子午面的西側(cè)，利用西降的面的西側(cè)，利用西降的視運動（視運動（V1）與）與V3抵消。抵消。因此而產(chǎn)生了一個方位因此而產(chǎn)生了一個方位偏差偏差速度誤差（速度誤差（arv）。）。rV2u2V3V1arvV2u2V3r根據(jù)根據(jù)V3=V1有：有： H V CosC/Re =

8、H 1 arv 則：則：arv=VCosC/Re eCos 第二節(jié)第二節(jié) 速速 度度 誤誤 差差(speed error)第二章第二章 陀螺羅經(jīng)誤差及其消除陀螺羅經(jīng)誤差及其消除四四、速度誤差的數(shù)學(xué)表達式及速度誤差的數(shù)學(xué)表達式及速度誤差的特性速度誤差的特性coscoseervRCVV2Eru2V3V1arvV2u2V3rW1。北緯東偏，南緯西偏；。北緯東偏，南緯西偏； V12。東升西降，全球一樣。東升西降，全球一樣。1.什么叫緯度誤差？緯度誤差產(chǎn)生的原因是什么？其什么叫緯度誤差？緯度誤差產(chǎn)生的原因是什么？其符號如何確定？符號如何確定？2 .有哪兩種消除緯度誤差的方法？兩種方法下主軸穩(wěn)有哪兩種消除

9、緯度誤差的方法？兩種方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？定位置的區(qū)別？3 .液體連通器羅經(jīng)采用的內(nèi)補償法施加的補償力矩作液體連通器羅經(jīng)采用的內(nèi)補償法施加的補償力矩作用在什么軸上？（水平軸用在什么軸上？（水平軸OY上）；穩(wěn)定位置是什么？上）；穩(wěn)定位置是什么？ （北緯指北偏上；南緯指北偏下）（北緯指北偏上；南緯指北偏下）4 .電控羅經(jīng)采用的內(nèi)補償法施加的補償力矩作用在什電控羅經(jīng)采用的內(nèi)補償法施加的補償力矩作用在什么軸上？（垂直軸么軸上？（垂直軸OZ上）；穩(wěn)定位置是什么？（水上）；穩(wěn)定位置是什么？（水平指北）。平指北）。5.什么叫速度誤差？速度誤差產(chǎn)生的原因是什么？什么叫速度誤差？速度誤差產(chǎn)生的原因是什么？6

10、 .速度誤差的表達式是什么？速度誤差的表達式是什么？coscoseervRCV1.僅取決于航速（僅取決于航速（V）、航向（）、航向（C）、和地理緯度（）、和地理緯度（ ），），與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)。任何羅經(jīng)均會產(chǎn)生速度誤差。與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)。任何羅經(jīng)均會產(chǎn)生速度誤差。2.隨船速（隨船速（V） 、緯度（、緯度（ ）的增大而增大。）的增大而增大。3.航向偏北，航向偏北，rv0,西誤差；西誤差； 航向偏南，航向偏南， rvV1）主軸由穩(wěn)定位置主軸由穩(wěn)定位置1向向2進動：進動：a:沖擊不到，有沖擊不到，有BI b:沖擊過頭，有沖擊過頭，有BI c:沖擊正好，無沖擊正好，無B BIBI在加速終了后經(jīng)過約

11、在加速終了后經(jīng)過約3/4個個TD（約（約1小時）自動小時）自動消失。消失。BI rv1 rv2 rv不產(chǎn)生第一類沖擊誤差的舒拉條件不產(chǎn)生第一類沖擊誤差的舒拉條件： 當羅經(jīng)的等幅擺動周期等于一擺當羅經(jīng)的等幅擺動周期等于一擺長為地球半徑的數(shù)學(xué)擺的擺動周期時，長為地球半徑的數(shù)學(xué)擺的擺動周期時，不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。min4 .842cos20gRMHTee對應(yīng)的緯度（對應(yīng)的緯度（ ）稱為設(shè)計緯度（）稱為設(shè)計緯度（ 0）第一類沖擊誤差的特性第一類沖擊誤差的特性：) 1coscos)(012rvrvIB1 a2carv1arv2Bv高緯不到，低緯超；高緯不到，低緯超；設(shè)計緯度正恰巧

12、。設(shè)計緯度正恰巧。b四、第二類沖擊誤差：四、第二類沖擊誤差： （ BII）第二類沖擊誤差是由于慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的。第二類沖擊誤差是由于慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的。v下重式羅經(jīng)下重式羅經(jīng)液體阻尼器液體阻尼器GONSJ-J（B ）rv1rv2BIIr1r2MMv慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的力矩總是使主軸離開新的穩(wěn)定位置慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的力矩總是使主軸離開新的穩(wěn)定位置,則則BII與與BI符號相反符號相反.且最大值發(fā)生在機動后且最大值發(fā)生在機動后1/4 個個TD。第二類沖擊誤差的消除：第二類沖擊誤差的消除：v高于和等于設(shè)計緯度時，高于和等于設(shè)計緯度時， BI與與BII符號

13、相同，符號相同，B=BI+BII，v可關(guān)閉阻尼器，減小總的可關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。沖擊誤差。 v低于設(shè)計緯度時，低于設(shè)計緯度時， BI與與BII符號相反，符號相反， B=BIBII，v不關(guān)閉阻尼器，減小總的不關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。沖擊誤差。 v可以將設(shè)計緯度定為可以將設(shè)計緯度定為60，則船舶大部分時間使航行在則船舶大部分時間使航行在低于設(shè)計緯度狀態(tài)，因此可低于設(shè)計緯度狀態(tài)，因此可以不裝阻尼器以不裝阻尼器 。NSGO阻尼開關(guān)阻尼開關(guān)1.速度誤差的特性？速度誤差的符號如何確定？速度誤差的特性？速度誤差的符號如何確定？2 .消除速度誤差的方法有哪幾種？內(nèi)補償法消除速度誤差其補消除速度

14、誤差的方法有哪幾種？內(nèi)補償法消除速度誤差其補償力矩施加在什么軸上？償力矩施加在什么軸上？（OZ軸上）軸上）3 .什么是沖擊誤差？試分析它與速度誤差的關(guān)系和區(qū)別？什么是沖擊誤差？試分析它與速度誤差的關(guān)系和區(qū)別？4 .什么是第一類沖擊誤差？第一類沖擊誤差的特性？什么是第一類沖擊誤差？第一類沖擊誤差的特性？ （高緯不到，低緯超；設(shè)計緯度正恰巧）（高緯不到，低緯超；設(shè)計緯度正恰巧）5 .什么是第二類沖擊誤差？如何消除？什么是第二類沖擊誤差？如何消除？（關(guān)閉阻尼器）（關(guān)閉阻尼器）6 .什么情況下消除第二類沖擊誤差？什么情況下消除第二類沖擊誤差？（高于和等于設(shè)計緯度時，即（高于和等于設(shè)計緯度時，即 0 時

15、）時）7.什么情況下不消除第二類沖擊誤差？什么情況下不消除第二類沖擊誤差？（低于設(shè)計緯度時，即（低于設(shè)計緯度時，即 0 時）時）第第四四節(jié)節(jié) 搖搖 擺擺 誤誤 差差 及及 基基 線線 誤誤 差差一、搖擺誤差的定義：一、搖擺誤差的定義： 船舶搖擺時所產(chǎn)生的慣性力作用船舶搖擺時所產(chǎn)生的慣性力作用于羅經(jīng)的控制設(shè)備上而引起的羅經(jīng)的于羅經(jīng)的控制設(shè)備上而引起的羅經(jīng)的示度誤差。示度誤差。二、單轉(zhuǎn)子搖擺誤差的特性：二、單轉(zhuǎn)子搖擺誤差的特性：與羅經(jīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、羅經(jīng)的安裝位置、船舶與羅經(jīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、羅經(jīng)的安裝位置、船舶的搖擺姿態(tài)、地理緯度和船舶的搖擺方向等參的搖擺姿態(tài)、地理緯度和船舶的搖擺方向等參數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。在象限航向上航行且橫搖時，搖擺誤差最大。在象限航向上航行且橫搖時，搖擺誤差最大。三、搖擺誤差的消除：三、搖擺誤差的消除：下重式（安許茨）羅經(jīng)：采用雙轉(zhuǎn)子。下重式（安許茨）羅經(jīng)：采用雙轉(zhuǎn)子。液體連通器（斯伯利）液體連通器（斯伯利）羅經(jīng)：采用高黏度硅油羅經(jīng)：采用高黏度硅油。四、基線誤差：四、基線誤差： 因陀螺羅經(jīng)的基線安裝與船首尾線不因陀螺羅經(jīng)的基線安裝與船首尾線不平行所引起的讀數(shù)誤差。平行所引起的讀數(shù)誤差。v羅經(jīng)誤差的修正公式：羅經(jīng)誤差的修正公式：特性：為固定誤差，