复杂环境下超长隧道磁悬浮陀螺定向测量关键技术研究

发布时间：2024-05-27 01:53

　　随着国民经济建设发展的需要,矿山资源越采越深、江河隧道越挖越长、隐蔽地下工程建设越来越多,许多长度超过20km的隧道如雨后春笋般出现。陀螺全站仪作为一种敏感地球自转效应测定任意目标真北方位的惯性仪器,广泛的应用于地下工程贯通测量。由于超长隧道工程地质条件复杂,洞内高地温、高气压、高地应力以及受气压涡流、湿度、粉尘、旁折光和施工振动等因素的影响,使陀螺定向精度受到影响,增加了隧道贯通的风险。因此,研究复杂环境对陀螺寻北数据的影响规律,优化陀螺寻北数据处理方法对超长隧道的贯通有着重要的现实意义。本文基于磁悬浮陀螺连续模数信息转换和仿真模拟技术,围绕复杂环境下磁悬浮陀螺定向测量关键技术开展研究,以提高磁悬浮陀螺全站仪在复杂环境下的寻北定向结果和定向精度的可靠性,确保超长隧道的顺利贯通为目标。主要的研究内容和成果如下:1、对复杂环境下磁悬浮陀螺力矩器转子信号进行受力分析,研究了影响磁悬浮陀螺定向精度的外界环境因素,建立了转子完备性检测模型。2、基于小波变换和希尔伯特—黄变换理论,优化了磁悬浮陀螺信号的滤波模型;对磁悬浮陀螺异常信号进行频谱分析,从视域角度揭示了转子受迫运动的物理影响机制;相关研...

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1Gyromat系列陀螺全站仪由于陀螺技术的军事敏感性，在高精度陀螺技术方面相关国家对我国实施技术封锁

yromat系列陀螺仪，Gyromat2000标称精度优于5″，Gyromat3000标称精度优于3″，Gyromat5000标称精度优于2.5″[49][50]，如图1.1所示，该仪器采用了下架式集成连接方式，但是这种下架式的集成连接方式与前期下架悬挂带式陀螺经纬仪的结构有着本....

图1.2磁悬浮陀螺全站

中国航天科技集团公司联合研制了磁悬浮陀螺全站仪，该仪器一次定向时间约8分钟，一次定向精度优于3.5″[25]。磁悬浮陀螺全站仪采用磁悬浮支承技术代替悬挂带支承技术，实现了无接触式的陀螺找北，避免了有源接触的扭力矩干扰，延长了仪器的使用寿命[53]。辅以无接触式光电力矩反馈与自准直....

图1.2磁悬浮陀螺全站仪以其寻北过程动态仿真软件

中国航天科技集团公司联合研制了磁悬浮陀螺全站仪，该仪器一次定向时间约8分钟，一次定向精度优于3.5″[25]。磁悬浮陀螺全站仪采用磁悬浮支承技术代替悬挂带支承技术，实现了无接触式的陀螺找北，避免了有源接触的扭力矩干扰，延长了仪器的使用寿命[53]。辅以无接触式光电力矩反馈与自准直....

图1.3论文各章节结构导图

长安大学博士学位论文14了设想和展望。论文各章节的关系如图1.3的结构导图所示。图1.3论文各章节结构导图1.3.3主要创新点及贡献本文主要创新点及贡献如下：（1）针对磁悬浮陀螺转子电流信号易受复杂环境影响而表现出不同频率的周期性响应及显著的非线性受迫运动特征特性，建立了受干扰力....

本文编号：3982607