第二章陀螺罗经误差及其消除

电航仪器大连航运职业技术学院第二章

陀螺罗经误差及其消除

重点是使学生清晰理解船用陀螺罗经的误差，了解在航海实践中的消除及补偿方法

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。第一节纬度误差(latitudeerror)采用垂直轴阻尼的罗经，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α

γ

，该角度在罗经参数M、MD确定后，将随罗经所在地理纬度的正切变化而变化，故称为纬度误差。第二章陀螺罗经误差及其消除一、纬度误差的定义：αγ=-MD/M×tanφ

θ

γ

=-Hω2/MEWr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V2u2ru3u2V2ru3V1α（方位误差）MM`三、纬度误差的大小与方向由：V1=u3,V2=u2有：H1

αr=MDθrH2=-Mθr求得：αr=-MD/M×tanEWru2V2ru3V1α方位误差北纬四、纬度误差的性质αrΦ=-MD/MtgΦ1.采用垂直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。3.误差大小随纬度的增大而增大。（E）（W）ru2V2ru3V1α方位误差南纬1.外补偿法：转动罗经基线或刻度盘，使基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与纬度误差等值反向。2.内补偿法：对罗经施加补偿力矩，使主轴返回子午面。两种方法下主轴稳定位置的区别？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；内补偿法从根本上消除了误差。五、纬度误差的消除00N补偿力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1αrΦV2u2ru3V1`（E）（W）V2V2`ru3V2u2V1rA.施加垂直轴补偿力矩。B.施加水平轴补偿力矩。第二节速度误差(speederror)第二章陀螺罗经误差及其消除一、速度误差的定义船舶作恒速恒向航行时，陀螺罗经主轴稳定位置与船静止时稳定位置的方位差角。速度误差是与船舶速度、航向和地理纬度有关的指向误差。（不考虑任何加速度）设船偏北航行，航速V、航向C。船速V在子午圈和纬度圈的切线上的分量：VN=VCosC（北分量）VE=VSinC（东分量）NVOCVEVN二、船舶作恒速恒向运动时的旋转角速度及其在地理坐标系各坐标轴上的分量；EVN引起的角速度：

e

W=VN/Re=VCosC/ReVE引起的角速度：

Φ

=VE/ReCos

Φ相对于

e很小，可忽略不计e

WVNVE

Φ

ReReeVN水平面12

W

W使水平面北端不断下沉，而主轴指北端由于定轴性，故产生了相对水平面不断上升的视运动线速度。V3V3=H

W=HVCosC/Re

w对主轴的影响：主轴EW以北纬下重式罗经为例：V3打破了原有的平衡，迫使主轴必须偏向子午面的西侧，利用西降的视运动（V1）与V3抵消。因此而产生了一个方位偏差—速度误差（arv）。rV2u2V3V1arvV2u2V3ru3u3根据V3=V1有：

HVCosC/Re=H

1

arv

则：arv=VCosC/Re

eCos三、速度误差的数学表达式及速度误差的特性V2Eru2V3V1arvV2u2V3rWu3u31.速度误差仅与航速（V）、航向（C）、和地理纬度（），与罗经结构参数无关，只要船舶运动，任何罗经均会产生速度误差。（原理性误差）2.随船速（V）、纬度（）的增大而增大。3.航向偏北，αrv>0,西误差；航向偏南，αrv<0,东误差。4.东西航向无误差，南北航向误差最大。EWV3V2u2V1r1.查表法：速度误差校正表2.外补偿法：移动刻度盘。3.内补偿法：施加补偿力矩。u2V2rV1`V3可施加垂直轴补偿力矩，产生V1`以抵消V3。四、速度误差的消除u3u3问题：1.什么叫纬度误差？纬度误差产生的原因是什么？其符号如何确定？2.有哪两种消除纬度误差的方法？两种方法下主轴稳定位置的区别？3.液体连通器罗经采用的内补偿法施加的补偿力矩作用在什么轴上？（水平轴OY上）；稳定位置是什么？（北纬指北偏上；南纬指北偏下）4.什么叫速度误差？速度误差产生的原因是什么？5.速度误差的表达式是什么？第三节冲击误差(Ballisticerror)一、冲击误差的定义：

船舶在机动航行过程中，由于惯性力对陀螺罗经的影响而引起的误差。二、冲击误差的分类：第一类冲击误差（BI

）：第二类冲击误差（BII

）：惯性力作用于重力控制设备上。惯性力作用于阻尼设备上。向西进动西南北东G惯性力船舶加速度方向惯性力方向船加速度方向NSGO南容器北容器GONSJ-J-J（BⅠ

）（BⅡ

）三、第一类冲击误差（BI

）：（以下重式罗经为例）b

ac21设船北纬、加速、北航（V2>V1）主轴由稳定位置1向2进动：a:冲击不到，有BI

b:冲击过头，有BI

c:冲击正好，无BⅠ

BIBI在加速终了后经过约3/4个TD（约1小时）自动消失。BIrv1rv2∆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舒拉条件：

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。对应的纬度（）称为设计纬度（

0）第一类冲击误差的特性：1

a2carv1arv2BⅠ高纬不到，低纬超；设计纬度正恰巧。b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。下重式罗经—液体阻尼器GONSJ-J（BⅡ

）rv1rv2BIIr1r2MM’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BII与BI符号相反.且最大值发生在机动后1/4个TD。第二类冲击误差的消除：高于和等于设计纬度时，

BI与BII符号相同，B=BI+BII，可关闭阻尼器，减小总的冲击误差。低于设计纬度时，

BI与BII符号相反，B=BI－BII，不关闭阻尼器，减小总的冲击误差。可以将设计纬度定为60°，则船舶大部分时间航行在低于设计纬度状态，因此可以不装阻尼器。NSGO阻尼开关1.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偿力矩施加在什么轴上？（OZ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？4.什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）5.什么是第二类冲击误差？如何消除？（关闭阻尼器）6.什么情况下消除第二类冲击误差？（高于和等于设计纬度时，即

>

0

时）7.什么情况下不消除第二类冲击误差？（低于设计纬度时，即

<

0

时）第四节摇摆误差及基线误差一、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：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。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：下重式（安许茨）罗经：采用双转子。液体连通器（斯伯利）罗经：调整液体的流动周期。四、基线误差：

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。罗