第二章陀螺罗经误差及其消除

1、 第一节 纬度误差 第二节 速度误差 第三节 冲击误差 第四节 其他误差 概 述 陀螺罗经误差：陀螺罗经的主轴在方位上偏离地理真北方向的角度。 陀螺罗经误差有：纬度误差、速度误差、冲击误差、摇摆误差、基线误差。 采用采用垂直轴阻尼的罗经垂直轴阻尼的罗经，其主轴指北端的稳定，其主轴指北端的稳定位置不在子午面内，而是偏离子午面一个角度位置不在子午面内，而是偏离子午面一个角度 ，该角度在罗经参数，该角度在罗经参数M M、M MD D确定后，将随罗确定后，将随罗经所在地理纬度的正切变化而变化经所在地理纬度的正切变化而变化 ，故称为故称为纬度误差纬度误差。 第二章第二章 陀螺罗经误差及其消除陀螺罗经误差

2、及其消除一、一、纬度误差的定义：纬度误差的定义：= -MD/Mtan = -H2/M E W r二、纬度误差产生的原因二、纬度误差产生的原因垂直轴阻尼法是纬度误差产生的根本原因垂直轴阻尼法是纬度误差产生的根本原因V2u2ru3u2V2ru3V1（方位误差）（方位误差）MM三、三、纬度误差的大小与方向纬度误差的大小与方向由：由：V1=u3 , V2=u2有：有：H 1 1 r=MDr H 2 2=-M r 求得求得： r =-MD/M tan EW ru2V2ru3V1 方位误差方位误差北纬四、纬度误差的性质四、纬度误差的性质r =-MD/M tg1.采用垂直轴阻尼法的罗经所具有的误差。采用垂直

3、轴阻尼法的罗经所具有的误差。2.北纬偏东误差，南纬偏西误差。北纬偏东误差，南纬偏西误差。3.误差大小随纬度的增大而增大。误差大小随纬度的增大而增大。（E）（W） ru2V2 ru3V1 方位误差方位误差南纬南纬1.外补偿法外补偿法：转动罗经基线或刻度盘，使基：转动罗经基线或刻度盘，使基 线与转动的角度等于误差值，线与转动的角度等于误差值， 或罗经刻度盘使其转动的角度或罗经刻度盘使其转动的角度 与纬度误差等值反向。与纬度误差等值反向。2.内补偿法内补偿法：对罗经：对罗经施加补偿力矩施加补偿力矩，使主，使主 轴返回子午面。轴返回子午面。两种方法下主轴稳定位置的区别？两种方法下主轴稳定位置的区别？外

4、补偿法仅从罗经刻度盘中扣除误差值，并外补偿法仅从罗经刻度盘中扣除误差值，并未改变罗经主轴的稳定位置；内补偿法从根未改变罗经主轴的稳定位置；内补偿法从根本上消除了误差。本上消除了误差。五、五、纬度误差纬度误差的消除的消除00Nv补偿力矩的施加方案：补偿力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1r V2u2ru3V1（E）（W）V2V2ru3V2u2V1rA.施加垂直轴施加垂直轴 补偿力矩。补偿力矩。B.施加水平轴施加水平轴 补偿力矩。补偿力矩。第二节第二节 速速 度度 误误 差差(speed error)第二章第二章 陀螺罗经误差及其消除陀螺罗经误差及其消除一、一、速度误差速度误差的定义的定

5、义船舶作船舶作恒速恒向恒速恒向航行时，陀螺罗经主轴稳定位航行时，陀螺罗经主轴稳定位 置与船静止时稳定位置的方位差角。置与船静止时稳定位置的方位差角。速度误差是与船舶速度、航向和地理纬度有关速度误差是与船舶速度、航向和地理纬度有关 的指向误差。（的指向误差。（不考虑任何加速度不考虑任何加速度）设船偏北航行，航速设船偏北航行，航速V、 航向航向C。船速船速V在子午圈和纬度在子午圈和纬度圈的切线上的分量：圈的切线上的分量：VN=VCosC（北分量）（北分量）VE=V SinC（东分量）（东分量）NVOCVEVN二、二、船舶作恒速恒向运动时的旋转角速度及其在地船舶作恒速恒向运动时的旋转角速度及其在地

6、理坐标系各坐标轴上的分量；理坐标系各坐标轴上的分量；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 相对于相对于 e很小，很小，可忽略不计可忽略不计 e WVNVE ReRe eVN水平面水平面12 W W使水平面北端使水平面北端不断下沉，而主轴不断下沉，而主轴指北端由于定轴性，指北端由于定轴性，故产生了相对水平故产生了相对水平面不断上升的视运面不断上升的视运动线速度。动线速度。V3V3=H W =H VCosC/Re w对主轴的影响：对主轴的影响：主轴主轴 E W以北纬以北纬下重式罗经下重式罗经为例：为例：V3打破

7、了原有的平衡，打破了原有的平衡，迫使主轴必须偏向子午迫使主轴必须偏向子午面的西侧，利用西降的面的西侧，利用西降的视运动（视运动（V1）与）与V3抵消。抵消。因此而产生了一个方位偏因此而产生了一个方位偏 差差速度误差（速度误差（arv）。）。rV2u2V3V1arvV2u2V3ru3u3根据根据V3=V1有：有： H V CosC/Re = H 1 arv 则：则：arv=VCosC/Re eCos 三三、速度误差的数学表达式及速度误差的数学表达式及速度误差的特性速度误差的特性cosRVcosCeervV2Eru2V3V1arvV2u2V3rWu3u31.速度误差仅与航速（速度误差仅与航速（V）

8、、航向（）、航向（C）、和地理纬度）、和地理纬度 （ ），与罗经结构参数无关，只要船舶运动，），与罗经结构参数无关，只要船舶运动，任何任何 罗经均会产生速度误差罗经均会产生速度误差。（。（原理性误差原理性误差）2.随船速（随船速（V） 、纬度（、纬度（ ）的增大而增大。）的增大而增大。3.航向偏北，航向偏北，rv0,西误差；西误差； 航向偏南，航向偏南，rvV1）主轴由稳定位置主轴由稳定位置1向向2进动：进动：a:冲击不到，有冲击不到，有BI b:冲击过头，有冲击过头，有BI c:冲击正好，无冲击正好，无B BIBI在加速终了后经过约在加速终了后经过约3/4个个TD（约（约1小时）自动消失。小

9、时）自动消失。BI rv1 rv2 rvrv:速度误差BZ:冲击位移BI:冲击误差不产生第一类冲击误差的不产生第一类冲击误差的舒拉条件舒拉条件： 当罗经的等幅摆动周期等于一摆长为地球半径当罗经的等幅摆动周期等于一摆长为地球半径的数学摆的摆动周期时，不产生第一类冲击误差。的数学摆的摆动周期时，不产生第一类冲击误差。min4 .842cos20gRMHTee对应的纬度（对应的纬度（ ）称为）称为设计纬度设计纬度（ 0）第一类冲击误差的特性第一类冲击误差的特性：) 1coscos)(012rvrvIB1 a2carv1arv2Bv高纬不到，低纬超；高纬不到，低纬超；设计纬度正恰巧。设计纬度正恰巧。b

10、四、第二类冲击误差：四、第二类冲击误差： （ BII）第二类冲击误差是由于惯性力作用于阻尼设备上而产生的。第二类冲击误差是由于惯性力作用于阻尼设备上而产生的。v下重式罗经下重式罗经液体阻尼器液体阻尼器GONSJ-J（B ）rv1rv2BIIr1r2MMv惯性力作用于阻尼设备上而产生的力矩总是使主轴离开新的稳定位置惯性力作用于阻尼设备上而产生的力矩总是使主轴离开新的稳定位置,则则BII与与BI符号相反符号相反.且最大值发生在机动后且最大值发生在机动后1/4 个个TD。第二类冲击误差的消除：第二类冲击误差的消除：v高于和等于设计纬度时，高于和等于设计纬度时， BI与与BII符号相同，符号相同，B=

11、BI+BII，v可关闭阻尼器，减小总的可关闭阻尼器，减小总的冲击误差。冲击误差。 v低于设计纬度时，低于设计纬度时， BI与与BII符号相反，符号相反， B=BIBII，v不关闭阻尼器，减小总的不关闭阻尼器，减小总的冲击误差。冲击误差。 v可以将设计纬度定为可以将设计纬度定为60，则船舶大部分时间航行在低则船舶大部分时间航行在低于设计纬度状态，因此可以于设计纬度状态，因此可以不装阻尼器不装阻尼器 。NSGO阻尼开关阻尼开关1.速度误差的特性？速度误差的符号如何确定？速度误差的特性？速度误差的符号如何确定？2 .消除速度误差的方法有哪几种？内补偿法消除速度误差其补消除速度误差的方法有哪几种？内补

12、偿法消除速度误差其补偿力矩施加在什么轴上？偿力矩施加在什么轴上？（OZ轴上）轴上）3 .什么是冲击误差？试分析它与速度误差的关系和区别？什么是冲击误差？试分析它与速度误差的关系和区别？4 .什么是第一类冲击误差？第一类冲击误差的特性？什么是第一类冲击误差？第一类冲击误差的特性？ （高纬不到，低纬超；设计纬度正恰巧）（高纬不到，低纬超；设计纬度正恰巧）5 .什么是第二类冲击误差？如何消除？什么是第二类冲击误差？如何消除？（关闭阻尼器）（关闭阻尼器）6 .什么情况下消除第二类冲击误差？什么情况下消除第二类冲击误差？（高于和等于设计纬度时，即（高于和等于设计纬度时，即 0 时）时）7.什么情况下不消

13、除第二类冲击误差？什么情况下不消除第二类冲击误差？（低于设计纬度时，即（低于设计纬度时，即 0 时）时）第第四四节节 摇摇 摆摆 误误 差差 及及 基基 线线 误误 差差一、摇摆误差的定义：一、摇摆误差的定义： 船舶摇摆时所产生的惯性力作用于罗经的船舶摇摆时所产生的惯性力作用于罗经的重力控制设备上而引起的罗经的示度误差。重力控制设备上而引起的罗经的示度误差。二、单转子摇摆误差的特性：二、单转子摇摆误差的特性：与罗经的结构参数、罗经的安装位置、船舶的摇与罗经的结构参数、罗经的安装位置、船舶的摇摆姿态、地理纬度和船舶的摇摆方向等参数有关。摆姿态、地理纬度和船舶的摇摆方向等参数有关。在象限航向上航行且横摇时，摇摆误差最大。在象限航向上航行且横摇时，摇摆误差最大。三、摇摆误差的消除：三、摇摆误差的消除：下重式（安许茨）罗经：下重式（安许茨）罗经：采用双转子。采用双转子。液体连通器（斯伯利）液体连通器（斯伯利）罗经：调整液体的流动周罗经：调整液体的流动周期。期。四、基线误差：四、基线误差： 因陀螺罗经的基线安装与船首尾线不平因陀螺罗经的基线安装与船首尾线不平行所引起的读数误差。行所引起的读数误差。v罗经误差的修正公式：罗经误差的修正公式：特性：为特性：为固定误差固定误差，与罗经本身无关。，与罗经本身无关。 基线偏左舷，