第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除

電航儀器大連航運職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二章

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

概述陀螺羅經(jīng)誤差：陀螺羅經(jīng)的主軸在方位上偏離地理真北方向的角度。陀螺羅經(jīng)誤差有：緯度誤差、速度誤差、沖擊誤差、搖擺誤差、基線誤差。第一節(jié)緯度誤差(latitudeerror)采用垂直軸阻尼的羅經(jīng)，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α

γ

，該角度在羅經(jīng)參數(shù)M、MD確定后，將隨羅經(jīng)所在地理緯度的正切變化而變化，故稱為緯度誤差。第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、緯度誤差的定義：αγ=-MD/M×tanφ

θ

γ

=-Hω2/MEWr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V2u2ru3u2V2ru3V1α（方位誤差）MM`三、緯度誤差的大小與方向由：V1=u3,V2=u2有：H1

αr=MDθrH2=-Mθr求得：αr=-MD/M×tanEWru2V2ru3V1α方位誤差北緯四、緯度誤差的性質(zhì)αrΦ=-MD/MtgΦ1.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。3.誤差大小隨緯度的增大而增大。（E）（W）ru2V2ru3V1α方位誤差南緯1.外補償法：轉(zhuǎn)動羅經(jīng)基線或刻度盤，使基線與轉(zhuǎn)動的角度等于誤差值，或羅經(jīng)刻度盤使其轉(zhuǎn)動的角度與緯度誤差等值反向。2.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？外補償法僅從羅經(jīng)刻度盤中扣除誤差值，并未改變羅經(jīng)主軸的穩(wěn)定位置；內(nèi)補償法從根本上消除了誤差。五、緯度誤差的消除00N補償力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1αrΦV2u2ru3V1`（E）（W）V2V2`ru3V2u2V1rA.施加垂直軸補償力矩。B.施加水平軸補償力矩。第二節(jié)速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、速度誤差的定義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)定位置的方位差角。速度誤差是與船舶速度、航向和地理緯度有關(guān)的指向誤差。（不考慮任何加速度）設(shè)船偏北航行，航速V、航向C。船速V在子午圈和緯度圈的切線上的分量：VN=VCosC（北分量）VE=VSinC（東分量）NVOCVEVN二、船舶作恒速恒向運動時的旋轉(zhuǎn)角速度及其在地理坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸上的分量；EVN引起的角速度：

e

W=VN/Re=VCosC/ReVE引起的角速度：

Φ

=VE/ReCos

Φ相對于

e很小，可忽略不計e

WVNVE

Φ

ReReeVN水平面12

W

W使水平面北端不斷下沉，而主軸指北端由于定軸性，故產(chǎn)生了相對水平面不斷上升的視運動線速度。V3V3=H

W=HVCosC/Re

w對主軸的影響：主軸EW以北緯下重式羅經(jīng)為例：V3打破了原有的平衡，迫使主軸必須偏向子午面的西側(cè)，利用西降的視運動（V1）與V3抵消。因此而產(chǎn)生了一個方位偏差—速度誤差（arv）。rV2u2V3V1arvV2u2V3ru3u3根據(jù)V3=V1有：

HVCosC/Re=H

1

arv

則：arv=VCosC/Re

eCos三、速度誤差的數(shù)學(xué)表達式及速度誤差的特性V2Eru2V3V1arvV2u2V3rWu3u31.速度誤差僅與航速（V）、航向（C）、和地理緯度（），與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無關(guān)，只要船舶運動，任何羅經(jīng)均會產(chǎn)生速度誤差。（原理性誤差）2.隨船速（V）、緯度（）的增大而增大。3.航向偏北，αrv>0,西誤差；航向偏南，αrv<0,東誤差。4.東西航向無誤差，南北航向誤差最大。EWV3V2u2V1r1.查表法：速度誤差校正表2.外補償法：移動刻度盤。3.內(nèi)補償法：施加補償力矩。u2V2rV1`V3可施加垂直軸補償力矩，產(chǎn)生V1`以抵消V3。四、速度誤差的消除u3u3問題：1.什么叫緯度誤差？緯度誤差產(chǎn)生的原因是什么？其符號如何確定？2.有哪兩種消除緯度誤差的方法？兩種方法下主軸穩(wěn)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用在什么軸上？（水平軸OY上）；穩(wěn)定位置是什么？（北緯指北偏上；南緯指北偏下）4.什么叫速度誤差？速度誤差產(chǎn)生的原因是什么？5.速度誤差的表達式是什么？第三節(jié)沖擊誤差(Ballisticerror)一、沖擊誤差的定義：

船舶在機動航行過程中，由于慣性力對陀螺羅經(jīng)的影響而引起的誤差。二、沖擊誤差的分類：第一類沖擊誤差（BI

）：第二類沖擊誤差（BII

）：慣性力作用于重力控制設(shè)備上。慣性力作用于阻尼設(shè)備上。向西進動西南北東G慣性力船舶加速度方向慣性力方向船加速度方向NSGO南容器北容器GONSJ-J-J（BⅠ

）（BⅡ

）三、第一類沖擊誤差（BI

）：（以下重式羅經(jīng)為例）b

ac21設(shè)船北緯、加速、北航（V2>V1）主軸由穩(wěn)定位置1向2進動：a:沖擊不到，有BI

b:沖擊過頭，有BI

c:沖擊正好，無BⅠ

BIBI在加速終了后經(jīng)過約3/4個TD（約1小時）自動消失。BIrv1rv2?rvrv:速度誤差BZ:沖擊位移BI:沖擊誤差不產(chǎn)生第一類沖擊誤差的舒拉條件：

當(dāng)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，不產(chǎn)生第一類沖擊誤差。對應(yīng)的緯度（）稱為設(shè)計緯度（

0）第一類沖擊誤差的特性：1

a2carv1arv2BⅠ高緯不到，低緯超；設(shè)計緯度正恰巧。b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。下重式羅經(jīng)—液體阻尼器GONSJ-J（BⅡ

）rv1rv2BIIr1r2MM’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BII與BI符號相反.且最大值發(fā)生在機動后1/4個TD。第二類沖擊誤差的消除：高于和等于設(shè)計緯度時，

BI與BII符號相同，B=BI+BII，可關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。低于設(shè)計緯度時，

BI與BII符號相反，B=BI－BII，不關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差?？梢詫⒃O(shè)計緯度定為60°，則船舶大部分時間航行在低于設(shè)計緯度狀態(tài)，因此可以不裝阻尼器。NSGO阻尼開關(guān)1.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償力矩施加在什么軸上？（OZ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？4.什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）5.什么是第二類沖擊誤差？如何消除？（關(guān)閉阻尼器）6.什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

>

0

時）7.什么情況下不消除第二類沖擊誤差？（低于設(shè)計緯度時，即

<

0

時）第四節(jié)搖擺誤差及基線誤差一、搖擺誤差的定義：

船舶搖擺時所產(chǎn)生的慣性力作用于羅經(jīng)的重力控制設(shè)備上而引起的羅經(jīng)的示度誤差。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)。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：下重式（安許茨）羅經(jīng)：采用雙轉(zhuǎn)子。液體連通器（斯伯利）羅經(jīng)：調(diào)整液體的流動周期。四、基線誤差：

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。羅