全球性自主基面定位导航仪的制作方法

专利名称：全球性自主基面定位导航仪的制作方法
技术领域：
本发明是一种全球性自主式基面定位导航仪，它是自主计量地球曲表基面、标格经纬度量及其标位距离的专用定位导航仪器。
现有通用的各系导航装备中，尚无测量绝对位置即地表基面标格经纬度量的专用定位导航仪器。如天文导航六分仪、无线电导航电台接收机、惯性导航陀螺仪、卫星(24颗)导航GPS机。凡此种种均是外推相对航位近似值的它备观测装置。正如[美]D.M康西丁在《测量仪器与控制大全》第284页中指出的“以上各导航装置实际上是这种或那种形式的航位推算法及其它备装置。”为了推算大致的航位，必须同时设置多种观测装备及同时收集各系统的导航信息，这就需要建立庞大的通观导航配套系统。以卫星导航为例一周期30年内，卫星(寿命仅6年左右，都得及时空间填位补充)必须配置上百颗，还要建立多个地面站监测网，众多接收应答机等；其装备的设计、生产、配置、使用、维(护)修更需大批高素质的技术人员。由此工程、耗资甚巨，绝大多数国家均难以承担维持。以上各系装置在使用中尤其是航海时，住往所得结果与实际航位相差甚远，实际地点方位和它备外推位置误差及航图投影变形误解非常矛盾且十分普遍。更严重的是其误差误解无法自主计测判断与及时纠偏修正。给用户带来诸多困难、不便，从而导致航线偏差错误难免与海难频频发生。救助工作特别被动，因呼报方位及定位导航不准，贻误时机而无法寻的搜救的事故屡见不鲜，请参看《全球海难事故统计年报表》，由此表明“至今仍然没有一种全球性导航装备能够满足精确定位要求”，故自主连续定位导航问题迄今尚未解决。
本发明的目的是为海、陆、空三航交通及大地测量，提供一种精度高、投资少、制作易且功能系统完备、标位计量稳定、操作简单方便、安全经济适用的全球性自主基面定位导航仪。由此各种船舶、飞机、车辆，可由本仪器单机自备，进行序列基(格)面经纬度量千分计量，自主实施连续定位导航。
本发明涉及的基面即是地球曲表上的水平切平面。它由相邻两序脊经(边)线与相邻两序脊纬(边)线，所正交包围水平梯矩形面积构成；两经脊边、两纬脊边及其中间无数根经切线、纬切线之径向球心夹角，分别为单位纬度ψ、单位经度λ。由于二重序列基(格)面网络覆盖遍布全球。所以本发明具有全球各区域、地空多层次之系统效能应用前景。
本发明的目的可这样实现设计一种由主仪——中心定位基轴、基轴平台装置、标位计量总成和主仪配套装备——外平衡胎架、电子操纵台装配而成的基面定位导航仪。其特征在于中心定位基准，常垂常平基准，基轴标位传感，标位μ格计量等光、机、电、计部件装置，依循同一圆心、三维形位标线结构组装于一体；并由内、外自由平台及其一二次配重铅垂基轴与四向电子千分表组合总装构成。当主仪与电子操纵台固装于外平衡胎架时，即本仪器总装完毕，尔后接通输入电源，且将四根导线依序四向即东(E)、西(W)、南(S)、北(N)串联对接电子千分表，即可开机进行调试与实施基面标位度量计量定位。
本仪器主要计量功能机理是根据基面线性极限(值)及其地理坐标原则“纬度是指地点的半径与赤道平面之球心夹角；经度是指基准子午面与该地点所在子午平面之球心夹角。”由此基面地理坐标特征定义为“该地点半径与基面EW横标中值(纬)线半径面之球心夹角为标(格)位纬度；该地点半径与基面SN纵标中值(经)线半径面之球心夹角为标(格)位经度。”而地点的绝对位置是由经度、纬度来表示，并具体由单位、标格经度和单位、标格纬度来表征计量。当仪器位处该地点时基轴中心定位点与这一地点序列对应重合；其常平自由平台面与该地点基(格)面水平对应重合；且常垂自由基轴线(r)与这一地点半径线(R)垂直对应重合；与此同时基轴中心偏角度又和该点半径球心夹角度等价对应重合。经此四个对应重合后，该地点之基(格)面标位度量，就直接同步传感到中心基轴及其标位测套上；又同时由测套传感切触位动四向电子千分表测(头)杆，并体现成为四向标位μ格计量示值。
每一基面恒有无数个正交序列地点，半径(线)及球心夹角度，它们都可一一序列、垂直、等价对应重合，成为仪器的中心定位标点、铅垂基轴(线)及中心偏角度；并又直接传感成为四向电子千分表之正交序列标位μ格计量示值。具体功能即是(1)当载体正向由西至东航行时东表和西表同时逐步增大与减小相同微米μ格示值，与此同时南北对称两表保持原来微米μ格示值不变；(2)当由南向北航行时北表和南表同时逐步增大与减小相同微米μ格示值，同一时刻东西对称两表以线性收敛率0/512～1/512，即位处中点经线时，两表μ格变量为零；而位处脊经线时则南北两表微米μ格示值每变大(小)512μ格，即东西两表微米μ格示值变大(小)1μ格；(3)当由西南朝东北航行时第I象限标线上的东北两表同时逐步增大微米μ格示值；与此时刻第III象限标线上的西南两表，则同时逐步减小微米μ格示值。其它方向航行都可如此μ格类推表示。若将以上三种序列地点计量示值一一标位相接连成坐标轨线，则该轨线分别是纬线航线、经线航线、斜驶航线之全价等比真实迹线。根据标位μ格定量μ0.4″/12.35m，以两表增大μ格示值作系数，乘以0.4″～1265.6″/12.35m＝Δλ/Δx和乘以0.4″/12.35m＝Δψ/Δy，即可直接计量全航程各序地点基(格)面标位度量。由此本发明单机自备自主实施连续定位导航。


如下图1主仪标位计量室装置俯视图。
图2基面定位导航仪主仪剖视图。
图3基轴平台装置结构剖视图。
图4标位计量总成结构剖视图。
图5外平衡胎架结构剖视图。
图6电子操纵台面板示意图。
图7主仪、外平衡胎架总装俯视摄象。
图1俯视表明的标位计量室装置，它由主轴[6]、定位轴套[4]、中心柱球[3]、标位测套[19]、电子千分表[27]、表座平板[26]、标位计量室[25]构成。其结构特征是位处中心柱球[3]、轴套[4]定位圆心点及恒有基轴平台的主轴[6]顶部和标位测套[19]同心垂直固装，其测套加工有四个对称等分弦切面；表座平板[26]与四个电子千分表[27]以4×90°对称等分且同心等径固装；标位测套[19]四个弦切面与四个量表[27]量杆测头水平切触装配。以基轴套中心球定位圆心点为坐标原点；0°-180°两表量杆轴线与90°-270°两表量杆轴线为横标、纵标中线；即形成主仪基面坐标系，无论载体航向航角变化，均可由外平衡胎架及标角传感步进校对，使其基面坐标系对准基(格)面地理坐标系。即四个量表测杆(中)轴线对应重合东西(EW)横标线与南北(SN)纵标线。从而东西对称(即E＝W)电子千分表[27]既是横标位长度Xm千分计；又是横标位经度λ千分计；南北对称(即S＝N)电子千分表[27]既是纵标位长度Ym千分计；又是纵标位纬度φ千分计。由此四个电子千分表[27]位处东、西、南、北标线，基轴标位测套[19]居中标点，构成主仪标位计量室装置。
图1、图2所示的中心定位基轴，它由主轴[6]、定位轴套[4]、铅陀[5]、平盘[7]、标位测套[19]构成。其直接相关机件有中心柱球[3]、平台环[8]与四组位控压簧[14]、拉簧[15]及八颗位移钢球[16]和四个千分表[27]。其结构特征是定位轴套[4]与中心柱球[3]精滑配合形成基轴中心定位标点；主轴[6]与铅陀[5]以重比1∶8且同心垂直固装及其综合重比1∶20确保基轴中心铅垂轴线；以平盘[7]、平台环[8]与弹簧[14]、[15]及钢球[16]位控装置调节基轴传感四向标位；由标位测套[19]、电子千分表[27]切触装配实施基(格)面四向标位度量计量。
图2剖视表明的基面定位导航仪主机。其外部结构机体由基座[1]、下架[12]、上架[13]、总成架[24]、标位计量室[25]五个圆柱(锥)筒状壳体，以同一圆心基准且公母环形圆台子口轻压配合联装构成。其主机内部结构机器参看图例2～4有四(1)由基座平板[2]及中心柱球[3]、定位轴套[4]、铅陀[5]、主轴[6]构成常垂基轴中心定位装置；(2)由平盘[7]、平台环[8]、基准环[9]、补偿环[10]、轴承[11]、位控压簧[14]、拉簧[15]位移钢球[16]、支架[17]构成常平基轴平台装置；(3)由标位平台[20]、铅块[21]、基准环[22]、轴承[23]、保险连杆[18]构成标位计量平台装置(4)由标位测套[19]、标位计量室[25]、表座平板[26]、电子千分表[27]及罗盘[28]构成标位传感测微计量装置。由此外部机体和内部机器及其组部另件，依循同一圆心三维形位标线，由下至上由内及外装配构成主仪。
本发明结合图例进一步具体说明如下图3剖视表明的基轴平台装置其特征是主轴[6]底部同心固装定位轴套[4]、铅陀[5]，轴与陀配重比例约1∶8，定位轴套[4]与中心柱球[3]孔轴精滑配合形成基轴中心定位；主轴[6]顶部同心固装标位测套[19]与四向电子千分表[27]切触相连，并与标位计量室总成空孔间隙12mm联装，形成标位传感计量；主轴[6]以综合重比1∶20及上半部2/5位置轻压配合固装平盘[7]，且同心间隙3mm联装平台环[8]，以此确保基轴大比例配重；平台环[8]上面加工有八根8×45°对称等分半径空“ ”槽，平盘[7]下面加工有一根半径空槽 圆环，两者装配空孔槽内放置八颗位移钢球[16]，平盘[7]、平台环[8]中侧面、下部以4×90°标线等分对称装配四组有螺帽调节的位控压簧[14]、位控拉簧[15]以此实施基轴标位感应微动调节；平台环[8]上面固装支架[17]并与基准环[9]、三四补偿环[10]、上架[13]由八组轴承[11]以二重2×180°标线对称等分联装；由此构成二重四自由环且二次标位常垂常平传感的基轴平台装置。
图4剖视表明的标位计量总成。其结构特征是标位平台[20]上面、内部分别以同心固装标位计量室[25]、表座平板[26]、铅块[21]，四者联装一体均加工有同一直径内孔且和主轴[6]上部外圆空隙12mm装配；平台[20]下面与支架[17]上面螺孔，垂直装配四根防止平台倾斜且有弹簧调节的保险连杆[18]。表座平板[26]以4×90°标线等分对称装置四个电子千分表[27]，该四表测头杆与标位测套[19]四个弦切面水平切触；表座平板[26]、标位计量室[25]、罗盘[28]与标位平台[20]均以公母环形圆台子口精滑配合联装，可随时折卸装配以便整板调修量表及更换微型电池；标位平台[20]基准环[22]、总成架[24]由四组轴承[23]，以一重2×180°标线对称等分联装。由此构成一重二自由环且二次基面常平的标位计量总成。
图5半径剖视表明的外平衡胎架。其结构特征是胎架平台[29]、中间环[30]、上胎架[32]由四组轴承[31]以一重2×180°标线对称等分轻压配合联接；上胎架[32]上环形圆板上下以4×90°标线对称等分固装四组复位上座板[34]、下座板[36]，其上下座板及中间环上对称装置中(孔)板[35]，中板内孔与复位弹簧杆[37]间隙3～4mm装配且联接上下对称压簧；以此构成一重二自由环且一次基面常平的外平衡平台装置。上胎架[32]下面和下胎架[33]上面之环形圆板，分别以公母环形圆台子口轻压配合固装外圆套[38]、齿轮[40]与内圆柱[39]、蜗杆[41]、马达[42]。内圆柱[39]与外圆套[38]轴孔精滑配合及钢球槽径滑动，并同时齿轮[40]、蜗杆[41]对应定位齿径吻合装配，以此构成上胎架[32]径向位移传动装置；内柱[39]、外套[38]上面分别对称装配标角分度板[44]、红外光电传感器[43]构成标角传感步进校对装置；上胎架[32]环形圆板上面可以螺栓联接操纵台座板[45]及电子操纵台，胎架平台[29]母环形圆台子口可与主仪总成架[24]环形圆台板精滑配合螺栓总装，由此组装构成外平衡胎架。
图6面板示意表明的电子操纵台。由导线、定时器、数显器、计度器时间芯片、微型打字机、单片计算机、电子线路、指令键纽、电源插座开关等元器件构成。其功能操作特征是仪器随载体运行而连续四向标位μ格微米计量显示，为使用方便操纵台针对这一序列计量显示“数据流”，采取有效时间定档、分段选点打字记数办法，它由标位数显器、时间芯片单片计算机指令按键分程序串联微型打字机来进行。其分档时间如下(表)

其航行分次时间记录处理为一般与复杂海区海况，可分别选用5、6档/时间20′、30′一次和选用1、2档/时间1′、5′一次；遇险难危急时可选用0档即时打印记录以供航位报数。
此外标角分度计显示“±度、分、秒”角即是基(格)面实际航角，它由航船主(龙骨)轴线坐标与基(格)面地理方向线坐标之正负差角确定。具体由按键指令传动装置调节上胎架[32]及主仪进行径向位移±0°～90°记数校对，即无论航向如何变化都以其航角作为坐标步进校对基准角，致使四个量表[27]测杆轴线对应重合E(East)、W(West)、S(South)、N(North)四向标线。由此四向标位μ格计量值不必推算即可直接标记使用。
参看图7及图2所示之仪器总装结构。其整体特征在于主仪总成架[24]和胎架平台[29]以公母环形圆台子口精滑配合且用螺栓总装联接。以此同一圆心、三维形位标线确保整体组合形位基准；以此胎装一次配重加上基轴二次配重，确保整体组合配重基准；以此胎架平台一次标位常平加上主仪二次标位常平，确保整机基面常平基准；以此胎装主仪一次常垂加上基轴二次常垂，确保整机铅垂轴线基准。从而载体之倾斜不平度，由胎装一次常垂常平即可绝大部分消除；剩余倾斜不平度残值，又经基轴平台二次常垂常平即可全部消除，由此一次外平衡加二次内平衡，确保本仪器精测基准条件。
本发明所依据的数理方法原则在于1.基面标位度量 基面即是地球曲表之水平切平面。它由相邻两序脊经边与相邻两序脊纬边所正交包围之水平梯矩形面积构成。脊经边、经切线与脊纬边、纬切线分别恒有球心夹角——单位纬度ψ、单位经度λ，其线性极限值为ψ＝1im h/k＝360°/210＝21′5.625″≈1265.6″＝λ，根据基面地理坐标定义“地点半径与该点基面纵、横坐标中值线φm半径面之球心夹角分别为标位(格)经度Δλ、标位(格)纬度Δψ”。本发明以此微米单位及线性千分脊线点最大值为maxΔψ或Δλ＝1/2ψ或λ＝1265.6″/2＝632.8″＝Δψk或Δλk，max y或x＝1/2φm＝3164μ/2＝1582μ＝Yk或Xk；中线点最小值为minΔψ或Δλ＝0＝Δψo或Δλo，min y或x＝0μ＝Yo或Xo；中间各序点标位度量由序数微米μ格确定。由此定义值域成立即0＝Δψo或Δλo≤Δψj或Δλj≤Δψk或Δλk＝632.8″；0μ＝Yo或Xo≤yj或xj≤yk或xk＝1582μ。由于基面标位度量及其地理坐标中值基准恒有全序总数K·K/2个，故以此二重序列基(格)面网络覆盖遍布全球。
2.基面铅垂轴线 根据平行公理及万有引力规律，所有序列地点半径皆为非平行线，它们都相交于球心且各自恒有不同的球心夹角度量。其半径线本身可视作恒指向球心的铅垂线(R)。本发明以微米单位及线性千分原则且采用大重比静平衡处理，将点半径即铅垂线以中心定点感应置换成为主仪基轴的铅垂轴线(r)。由此仪器基面和大地基面之点、径、线及其标位度量，可随机即时一一对应等价垂直重合以二重序列铅垂轴线交织遍布全球。
3.基面全价等比 根据国际ISO公差制基本单位μ＝0.001mm。全价等角为λ或φ＝λ或φ，Δλ或Δφ＝Δλ或Δφ；其比例基数是R∶r＝Δx或Δy∶μ＝φM∶φm＝12350000∶1(左前项为地，右后项为仪)。
4.标位μ格定量 国际ISO公差单位μ＝0.001mm是本仪器标位计量单位。根据比例海里μ格1im海里/Δx或Δy＝1852m/12.35m＝150μ，其Δφ或Δλ＝1im海里/150＝60″/150＝0.4″＝Δψ或Δλ；从而基面μ格指标是φm＝1imλ或ψ/Δλ或Δψ＝1265.6″/0.4″＝3164μ格；由此标位μ格定量为μ0.4″/12.35m或0.8″/24.17m，1″/30.875m，可类分规格尺寸大中小系列仪器——航海a型与大地测量b型及其航空c型。
总之地球基面线性极限及其地理坐标等自然规律，是本发明设计原则、功能机理的主要根据。
本发明基面定位导航仪具有以下功能特点优势1.数理恒定可靠 其数理法则四点科学根据严格可靠，具有现实恒定的自然构造特征及其地理坐标规律。它是本发明的坚实基础。
2.功能自备齐全 它既不要配置多种它备观测装置，又无须收集依赖各相对导航系的外推航位信息，更不受天文星历、时差经度的限制影响。它仅只藉助《线性全等航图》及《基面集象标图》，即可“全球域、全天候、全航程、全自动”地实现“自主基面定位、自主基面导航、自检航位偏差、自报险难方位”，由此“四全”、“四自”构成系统功能。
3.标位计量精确 本发明根据国际ISO公差制基本单位μ＝0.001mm精度，采用微米单位确定标位μ格定量μ0.4″/12.35m。它没有航位外推、积累、测时等等传统误差，仅只有极少误差因素即1)机械形位误差±0.02mm；2)起始经度置换误差；3)量表非整格(不可分辨)值0.1～0.9μ＝0.0001～0.0009mm；4)标格纬度误差≤0.36″/11.115m；5)标格经度误差≤0.36″～1138.86″/11.115m。其中1138.86″0.9μ为邻近极点域之最大标位经度误差。
由于地球所有脊经(子午)线都收敛相交于极点，从而纬度越大则基面横标中线、纬切线φm及球心夹角愈小。仪器随载体从赤道趋向于极点时，即由基面线性收敛率0/512～1/512产生变量φmo/λo＝3164μ/1265.6″→φmn/λn＝0μ/1265.6″；而基面纵标中值、经切线及其球心夹角却无这一变量误差，其μΔφ/Δy＝0.4″/12.35m(＝Δx)遍布全球序列恒等；虽然高纬区误差≤1138.86″过大，然而其单位经度λ却全球序列恒等且可由零值中线测定。这一线性千分微米计量极限及其定位精度，是传统的天文、惯性导航与近代无线电、卫星导航系统装置所不可理解与无法达到的。非常直观现实传统外推定位方法仅只一个子午零经基准和一个赤道零纬基准，而本仪器自测定位方法除子午零经、赤道零纬之外，还有K＝210个纵标中值零线经度基准和2-1K个横标中值零线基准，两者比较1∶K和1∶K/2，后者定位精度功能优势大大超过前者。
4.效能现实安全 以事故额率居高的触礁海难为例，究其根由都是暗礁实际方位不明确或未知和航船外推位置误差，两者偶而“重迭相交”之错误所造成。倘若礁位能精确测定且在全等航阻上标记警示，致使未知位——暗礁，成为已知位——“明礁”，则这类性质海难事故完全可以避免根除。其实正确航线的选定坚持及航位偏差的判别修正，避风港湾的寻找驶抵、暗礁、险滩、船只等障碍物的回避绕让、险难地址的即时报位、救生机艇之航驶目的搜救等，即是最重要最具体的安全航行内容且贯彻航程始终。它主要是依靠精确定位导航来实施，对此本发明可″四全四自″满足保证。
5.操作简单方便 本仪器除按钮开关为人工操作外，其标位传感、千分计量、示值数显、标角分度、标线校对、时档分段、标量记数等等全部实现电子自动化。并随时由操纵台之单片计算机、电子线路统一程序控制进行。
6.系统成本低廉 主仪与配套装备合计组部零件80余个。其中60％为自加工铝件，40％属外购基础元器件。由于机件采取磨损系数极小的强大比重静平衡处理，并选用形位精度最佳的圆柱结构设计，从而生产周期、工艺流程短，占用机床、工料耗费少。加之其设计原理、加工装配、调试使用等基础技术，几种规格类型仪器均可公共通用。故一次性几个中小型工厂投入，总费用下超过GPS卫导系统周期投资数百亿美元的0.05％，即可长期产供、销用本系统仪器。更重要的是其自然构造地理资源及基面方位传感信息之容量极其巨大，它可直接自备长期无偿开发使用。
7.应用范围广阔本系统仪器可广泛应用于三航交通及大地测量等领域，可供各种船舶、飞机、车辆定位导航使用。
8.开发效益显著具体为1)系统装置和系统经营前者它备投入为零、后者投入少量；2)生产成本与销售收入两者费效比约1∶10≤10＋m，随之逐年产销规模扩大，中后期将在十倍(即10＋m)以上；(3)购置费用与使用效益仪器台价百余万元可用60年左右，其间配件维修费极少，以此年均不过两万余元，由此用户非常安全经济实惠。
总之，通过本发明人和长沙旭华仪表厂合作已试制出两台样机，并经过胎架测试与公路车载模拟实验验证基本成功。其功能特点已初露端睨，随之今后海试及其产供、销用推广，以上诸项特点优势无疑将会更加显著。
附图标号说明1.基座，2.基座平板，3.中心柱球，4.定位轴套，5.铅陀，6.主轴，7.平盘，8.平台环，9.基准环，10.补偿环，11.轴承，12下架，13.上架，14.位控压簧，15.位控拉簧，16.位移钢球，17支架，18.保险连杆，19.标位测套，20.标位平台，21.铅块，22.基准环，23.轴承，24.总成架25.标位计量室，26.表座平板，27.电子千分表，28.罗盘，29.胎架平台，30.中间环，31.轴承，32.上胎架，33.下胎架，34.上座板，35.中孔板，36.下座板，37.复位弹簧杆，38.外圆套，39.内圆柱，40.齿轮，41.蜗杆42.马达，43.红外传感器，44.标角分度板，45.操纵台座板。
权利要求
1.一种全球性自主基面定位导航仪。它由主仪——中心定位基轴、基轴平台装置、标位计量总成和主仪配套装备——外平衡胎架、电子操纵台总装构成。其特征在于中心定位基准，常垂常平基准，基轴标位传感，标位μ格计量等光、机、电、计部件装置，依循同一圆心三维形位标线结构组装于一体。并由内外自由平台及其一二次配重铅垂基轴与四向电子千分表组合总装构成。
2.根据权利要求1所述的基面定位导航仪。其特征在于基座[1]、下架[12]、上架[13]、总成架[24]、标位计量室[25]，五个圆柱(锥)筒状壳体，以公母环形圆台子口轻压配合，其总成架[24]圆台环板可与胎架平台[29]母环形圆台子口精滑配合螺栓总装，以此构成主仪外部机体。由基座平板[2]、中心定位基轴、基轴平台装置、标准计量总成及罗盘[28]构成主仪内部机器。由此外部机体、内部机器及其组部零件，均依循同一圆心基准、三维形位标线装配构成主仪。
3.根据权利要求1、2所述的基面定位导航仪。其特征在于中心定位基轴。它由主轴[6]、定位轴套[4]、铅陀[5]、标位测套[19]、平盘[7]、平台环[8]和四组位控弹簧[14]、拉簧[15]及八颗位移钢球[16]构成。具体即是定位轴套[4]与中心柱球[3]精滑配合形成基轴中心定位标点；主轴[6]与铅陀[5]以重比1∶8且同心垂直固装及综合重比1∶20，确保基轴中心铅垂轴线；以平盘[7]、平台环[8]与弹黄[14]、[15]及钢球[16]之位控装置调节基轴传感四向标位；由标位测套[19]、四向电子千分表[27]切触装配实施基面四向标位计量。
4.根据权利要求1、2所述的基面定位导航仪。其特征在于基轴[6]上半部约2/5处同心固装平盘[7]且间隙联装平台环[8]，平盘[7]、平台环[8]中侧面、下部位以4×90°标线等分对称装置四组位控弹簧[14][15]及八颗位移钢球[16]；平台环[8]上装有支架[17]且垂直联装可调保险连杆[18]；平台环[8]与二基准环[9]、三四补偿环[10]、上架[13]，由八组轴承[11]以二重2×180°标线对称等分装配，由此构成二重四自由环且二次常垂常平基准的基轴平台装置。
5.根据权利要求1、2所述的基面定位导航仪。其特征在于标位平台[20]内部、上面同心固装铅块[21]、标位计量室[25]、表座平板[26]，四者联体中间加工有同一直径内孔且与基轴[6]外圆空隙12mm装配；表座平板[26]与四向电子千分表[27]以4×90°对称标线等分且同心等径固装，四表测杆头与标位测套[19]四个弦切面水平切触装配，标位计量室[25]上面联装罗盘[28]，标位平台[20]下面对称连装四根防止平台倾斜的可调保险连杆[18]，该平台[20]与基准环[22]、总成架[24]由四组轴承[23]以一重2×180°标线对称联装；由此构成一重二自由环且二次常平基准的标位计量总成。
6.根据权利要求1所述的基面定位导航仪。其特征在于胎架平台[29]、平台环[30]、上胎架[32]，由四组轴承[31]以一重2×180°标线对称联装；上胎架[32]环形圆板上下以4×90°标线等分对称固装四组上座板[34]、下座板[36]且其间联接中孔板[35]，四块中板孔内间隙3～4mm垂直装置穿过四根复位弹簧杆[37]且与上下座板弹簧联装，以此构成一重二自由环且一次常平基准的胎架平台装置；上胎架[32]、下胎架[33]以同一圆心基准，分别固装外圆套[38]、齿轮[40]与内圆柱[39]并定位联装蜗杆[41]、马达[42]。内圆柱[39]、外圆套[38]两者精滑配合联装，且同时齿轮[40]、蜗杆[41]随之对应齿径吻合联接，以此构成径向位移传动装置；内圆柱[39]、外圆套[38]下面直径空槽内装置8～12颗位动钢球，其内柱、外套上面分别对称装配标角分度板[44]、红外传感器[43]构成标角计度步进校对装置；上胎架[32]上固装操纵台座板[45]、电子操纵台，胎架平台[29]母环形圆台子口与主仪总成架[24]公圆台环板精滑配合螺栓总装；由此组装构成外平衡胎架。
7.全球性自主基面定位导航仪，所依据的数理法则特征如下(1)基面标位度量；(2)基面铅垂轴线；(3)基面全价等比；(4)标位μ格定量；由此地球基面线性极限及其地理坐标等自然规律，是本仪器设计原则、功能机理的主要根据。
8.根据权利要求1、2、7所述的基面定位导航仪。其特征在于切触标位测套[19]的四向传感测微器[27]，可采用电子千分表、百分表或电子万分表。
9.根据权利要求1、2、7所述的基面定位导航仪。其特征在于国际IS0配合公差制之基本单位μ＝0.001mm即是本仪器的标位计量单位。由此标位μ格定量μ0.4″/12.35m或0.8″/24.7m，1″/30.875m，可类分规格尺寸大、中、小系列仪器——航海a型与大地测量b型及航空c型。当然以此微米单位及μ格定量变化还可给出其它特殊类型。
全文摘要
本发明是一种全球性自主基面定位导航仪。它由基轴、平台、计量总成、外平衡胎架、电子操纵台构成。其关键是中心定位、垂平基准及标位传感、计量等光机电计部件科学地组装结构于一体；国际ISO制公差微米单位为其标位计量单位；地球基面极限及其地理坐标度量是其设计原则、功能机理的主要根据。它加工装配方便、方位计量精确、操作程序简单、使用安全经济。由此可引发大地测绘、三航交通及其定位导航等科学技术领域的一场革命。
文档编号G01C21/00GK1143181SQ9511259
公开日1997年2月19日 申请日期1995年12月15日 优先权日1995年12月15日
发明者曹增杰 申请人:曹增杰