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高精度磁悬浮自动陀螺全站仪实现国产化

[作者:佚名  时间:2012/7/23 11:11:25  阅读:1594次]

具有自主知识产权的高精度磁悬浮自动陀螺全站仪。

    日前,由长安大学和中国航天科技集团公司第16研究所合作完成的“GAT磁悬浮陀螺全站仪系统研制与应用”项目通过了科技成果鉴定,标志着我国研制成功具有独立知识产权的高精度磁悬浮自动陀螺全站仪,对打破国际上的技术封锁,发展我国高精度自动陀螺经纬仪及其相关技术具有重要意义。

    陀螺全站仪可以在纬度75度以下的任意地点自主确定过该点的地球子午线方向(又称真北方向),及任一边的陀螺方位角和坐标方位角,是一种用途广泛的重要测量仪器。而一次定向标准偏差优于5秒的高精度自动陀螺经纬仪是高精度大地测量、精密工程测量、国防等领域急需的仪器,其研制与生产难度高,国际上只有美、俄、德等国有能力生产,并且价格高昂,极大地制约着我国在国防测绘和一些关乎国民经济发展的基础设施领域的建设。因此,研制具有我国自主知识产权的高精度陀螺全站仪具有重要意义。

    联合攻关 集成创新

    长安大学测绘与空间信息研究所和中国航天时代电子公司16所自2005年开始经过联合科技攻关,始终把握国内外陀螺全站仪发展的前沿技术和研究进展,摒弃了传统吊带技术模式,提出了针对矿山、地铁、隧道等地下工程环境下的磁屏蔽材料技术、惰性气体密封技术、磁悬浮自适应技术、低通加小波滤波技术、耐高低温高性能硅橡胶密封技术等的陀螺全站仪解决方案,在世界上首次成功地将磁悬浮技术系统用于测绘工程仪器的开发,将IT与高精度全站仪结合,引入掌上电脑,集测、控与信号处理于一体,实现了多个技术突破,完成了系统的集成开发,完善和拓展了系统的自动化功能。

    他们经过两年的刻苦攻关,共同研发了国内第一台具有我国独立知识产权的面向测量工程领域应用的高精度磁悬浮陀螺全站仪,生产出GAT(商品系列代号)系列磁悬浮陀螺全站仪。经过测试比对、专业检测机构检测及工程应用证明,GAT磁悬浮陀螺全站仪一次性定向误差优于标准偏差5秒,与世界公认最好的德国Gyromat 2000精度相当;一次定向时间只需要8分钟,优于Gyromat 2000的10分钟。经在上海长江隧道、厦门翔安海底隧道和锦屏二级水电站引水隧洞等工程应用后,证明该系统采用磁悬浮吊带等高尖技术,能无依托、自主式寻北测定目标的方位角,除架设调平及瞄准之外,整个测量过程无需手工操作,测量结束后,自动给出瞄准目标的法线与真北方位角,由此可以确定任意方向线的坐标方位角,实现准确贯通和精确定向,完全满足测量工程应用环境,大大提高了测量定向精度与效率,系统性能稳定可靠。与国外的高精度自动陀螺经纬仪相比,具有更多的自动数据处理、误差评定、详细的数据与信息显示及存储功能,更具有开机即工作的功效,也大大提高了系统在地下工程测量中对强磁、震动、瓦斯、风力、潮湿、高低温等的环境适应性。

    两个“首次”的重要意义

    近日,由陕西省科技厅组织解放军总参西安测绘研究所、清华大学、中国矿业大学等单位的专家组成鉴定委员会,对长安大学和中国航天科技集团公司第16研究所合作完成的“GAT磁悬浮陀螺全站仪系统研制与应用”项目进行了科技成果鉴定。以中国工程院院士魏子卿为主任的鉴定委员会认为:该项目首次将磁悬浮技术成功应用于高精度陀螺全站仪系统的构建,提高了陀螺定向的稳定性和可靠性,解决了常规陀螺定向中吊带(丝)易损坏、抗干扰性差和人工操作繁琐等问题;首次将精密测角、回转技术和无接触式光电力矩反馈技术应用于陀螺全站仪系统中,减少了干扰和摩擦,实现了敏感元件的无接触角度测量,提高了测量精度。

    鉴定委员会认为,该项成果在一定程度和范围内推动了我国测绘科技的发展,具有自主创新性和先进性,填补了国内空白,总体技术达到国际先进水平,打破国外技术封锁,对陀螺定向技术的应用、研究与发展意义重大,有很好的经济和社会效益。
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