一种利用光纤陀螺测定地球自转角速度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于天体测量与天体力学、地球动力学、惯性导航技术、大地测量学领域， 可以用于航空、航天、人造卫星精密定轨、深空探测、全球板块运动监测研宄等领域，提供一 种利用光纤陀螺测定地球自转角速度的方法。
【背景技术】
[0002] 由于地球外部的不同天体和地球内部物理机制的影响，导致地球的自转过程是不 稳定的，通常以地球自转参数来描述地球的自转状态，包括极移和日长变化，其中极移是地 球自转轴相对于地壳的运动。地极移动后，地面测站的经炜度及方位角皆会随之而发生变 化，我们可以通过测站上炜度观测值的变化来推导极移的变化。因此，准确地测量炜度的变 化对于航空、航天、地球物理学的研宄都有着重要的实际意义和应用价值。
[0003] 从上世纪70年代以来，人们开始采用空间大地测量技术精确监测地球自转的变 化，包括甚长基线干涉测量技术VLBI、人造卫星激光测距技术SLR、月球激光测距技术LLR、 星基多普勒无线电定位技术DORIS、全球卫星定位技术GNSS等。而这些技术具有如下共同 特点：
[0004] 第一，观测系统庞大，系统建设十分复杂，所需设备昂贵；
[0005] 第二，需要大范围的地空联测，且观测周期较长，获取的数据量有限；
[0006] 第三，在成果获取方面，需要较长的数据处理时间，且成果计算十分复杂。
[0007] 现阶段还有一种利用机械陀螺仪测定地球自转参数的技术，这种测定方法，虽然 大大缩短了观测的时间，但机械陀螺容易受到风力、震动、温度等因素的影响，从而影响测 定地球自转参数的精度。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种测量精度更好的测量方 法来测定地球自转角速度。
[0009] 为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
[0010] 一种利用光纤陀螺测定地球自转角速度的方法，该方法通过带有三轴正交光纤陀 螺的光纤陀螺仪来测定地球自转角速度。
[0011] 该方法的具体步骤为：
[0012] 步骤一，安置仪器：在一条已知测线的其中一个测站点安置光纤陀螺仪，另一测站 点安置反射棱镜，打开光纤陀螺仪，用光纤陀螺仪的照准系统精确瞄准反射棱镜。
[0013] 步骤二，输入起始条件：输入测站点的炜度值，所瞄准测线的真北方位角，光纤陀 螺的标定因数值k;
[0014] 其中，a可由已知点坐标计算得出，k值在仪器出厂时由生产厂家测定一般为默 认固定值；
[0015]步骤三，三轴正交光纤陀螺测定角速率值：启动光纤陀螺，光纤陀螺X依次 在四个转盘位置0°、90°、180°、270 °进行角速率值采样，得到对应的角速率值 c0 X>cdX1 > ajX.^c0 X.；
[0016] 步骤四，地球自转角速度解算：采集到的角速率值、叫A、％4与地球自 转角速度分量Q5fe的关系可表示为如下方程组：：
【主权项】
1. 一种利用光纤陀螺测定地球自转角速度的方法，其特征在于：该方法通过带有三轴 正交光纤陀螺的光纤陀螺仪来测定地球自转角速度。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法的具体步骤为： 步骤一，安置仪器：在一条已知测线的其中一个测站点安置光纤陀螺仪，另一测站点安 置反射棱镜，打开光纤陀螺仪，用光纤陀螺仪的照准系统精确瞄准反射棱镜； 步骤二，输入起始条件：输入测站点的炜度值響，所瞄准测线的真北方位角α，光纤陀 螺的标定因数值k; 步骤三，三轴正交光纤陀螺测定角速率值：启动光纤陀螺，光纤陀螺X依次在四个转盘 位置〇°、90°、180°、270°进行角速率值采样，得到转盘位置0°对应的角速率值 转盘位置90°对应的角速率值，转盘位置180°对应的角速率值?^，转盘位置 270°对应的角速率值iyT1 ; 步骤四，地球自转角速度解算：采集到的角速率值6w与地球自转 角速度分量ωΧε的关系得：
由此计算出该测站点光纤陀螺X测出的地球自转角速度ωΧε，同理光纤陀螺Υ、光纤陀 螺Z均能够解算出相应的地球自转的角速度分量ω%、ωΖε，最后将求解出三者的矢量和：
即得到最终的地球自转角速度ω^
【专利摘要】本发明的提供了一种利用光纤陀螺测定地球自转角速度的方法，该方法通过带有三轴正交光纤陀螺的光纤陀螺仪来测定地球自转角速度。该方法的具体步骤为：安置仪器、输入起始条件、三轴正交光纤陀螺测定角速率值、地球自转角速度解算：由此可计算出该测站点光纤陀螺X测出的地球自转角速度ωXe，同理光纤陀螺Y、光纤陀螺Z均可解算出相应的地球自转的角速度分量ωYe、ωZe，最后将求解出三者的矢量和：即可得到最终的地球自转角速度ωe。
【IPC分类】G01C19-72
【公开号】CN104655123
【申请号】CN201510030957
【发明人】杨志强, 石震, 马骥
【申请人】长安大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月21日