高精度磁懸浮自動陀螺全站儀實現(xiàn)國產(chǎn)化
- 點擊數(shù):715 發(fā)布時間:2008-05-10 00:59:48
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日前,由長安大學和中國航天科技集團公司第16研究所合作完成的“GAT磁懸浮陀螺全站儀系統(tǒng)研制與應用”項目通過了科技成果鑒定,標志著我國研制成功具有獨立知識產(chǎn)權的高精度磁懸浮自動陀螺全站儀,對打破國際上的技術封鎖,發(fā)展我國高精度自動陀螺經(jīng)緯儀及其相關技術具有重要意義。
陀螺全站儀可以在緯度75度以下的任意地點自主確定過該點的地球子午線方向(又稱真北方向),及任一邊的陀螺方位角和坐標方位角,是一種用途廣泛的重要測量儀器。而一次定向標準偏差優(yōu)于5秒的高精度自動陀螺經(jīng)緯儀是高精度大地測量、精密工程測量、國防等領域急需的儀器,其研制與生產(chǎn)難度高,國際上只有美、俄、德等國有能力生產(chǎn),并且價格高昂,極大地制約著我國在國防測繪和一些關乎國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎設施領域的建設。因此,研制具有我國自主知識產(chǎn)權的高精度陀螺全站儀具有重要意義。
聯(lián)合攻關集成創(chuàng)新
長安大學測繪與空間信息研究所和中國航天時代電子公司16所自2005年開始經(jīng)過聯(lián)合科技攻關,始終把握國內(nèi)外陀螺全站儀發(fā)展的前沿技術和研究進展,摒棄了傳統(tǒng)吊帶技術模式,提出了針對礦山、地鐵、隧道等地下工程環(huán)境下的磁屏蔽材料技術、惰性氣體密封技術、磁懸浮自適應技術、低通加小波濾波技術、耐高低溫高性能硅橡膠密封技術等的陀螺全站儀解決方案,在世界上首次成功地將磁懸浮技術系統(tǒng)用于測繪工程儀器的開發(fā),將IT與高精度全站儀結合,引入掌上電腦,集測、控與信號處理于一體,實現(xiàn)了多個技術突破,完成了系統(tǒng)的集成開發(fā),完善和拓展了系統(tǒng)的自動化功能。
他們經(jīng)過兩年的刻苦攻關,共同研發(fā)了國內(nèi)第一臺具有我國獨立知識產(chǎn)權的面向測量工程領域應用的高精度磁懸浮陀螺全站儀,生產(chǎn)出GAT(商品系列代號)系列磁懸浮陀螺全站儀。經(jīng)過測試比對、專業(yè)檢測機構檢測及工程應用證明,GAT磁懸浮陀螺全站儀一次性定向誤差優(yōu)于標準偏差5秒,與世界公認最好的德國Gyromat2000精度相當;一次定向時間只需要8分鐘,優(yōu)于Gyromat2000的10分鐘。經(jīng)在上海長江隧道、廈門翔安海底隧道和錦屏二級水電站引水隧洞等工程應用后,證明該系統(tǒng)采用磁懸浮吊帶等高尖技術,能無依托、自主式尋北測定目標的方位角,除架設調(diào)平及瞄準之外,整個測量過程無需手工操作,測量結束后,自動給出瞄準目標的法線與真北方位角,由此可以確定任意方向線的坐標方位角,實現(xiàn)準確貫通和精確定向,完全滿足測量工程應用環(huán)境,大大提高了測量定向精度與效率,系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠。
與國外的高精度自動陀螺經(jīng)緯儀相比,具有更多的自動數(shù)據(jù)處理、誤差評定、詳細的數(shù)據(jù)與信息顯示及存儲功能,更具有開機即工作的功效,也大大提高了系統(tǒng)在地下工程測量中對強磁、震動、瓦斯、風力、潮濕、高低溫等的環(huán)境適應性。
兩個“首次”的重要意義
近日,由陜西省科技廳組織解放軍總參西安測繪研究所、清華大學、中國礦業(yè)大學等單位的專家組成鑒定委員會,對長安大學和中國航天科技集團公司第16研究所合作完成的“GAT磁懸浮陀螺全站儀系統(tǒng)研制與應用”項目進行了科技成果鑒定。以中國工程院院士魏子卿為主任的鑒定委員會認為:該項目首次將磁懸浮技術成功應用于高精度陀螺全站儀系統(tǒng)的構建,提高了陀螺定向的穩(wěn)定性和可靠性,解決了常規(guī)陀螺定向中吊帶(絲)易損壞、抗干擾性差和人工操作繁瑣等問題;首次將精密測角、回轉技術和無接觸式光電力矩反饋技術應用于陀螺全站儀系統(tǒng)中,減少了干擾和摩擦,實現(xiàn)了敏感元件的無接觸角度測量,提高了測量精度。
鑒定委員會認為,該項成果在一定程度和范圍內(nèi)推動了我國測繪科技的發(fā)展,具有自主創(chuàng)新性和先進性,填補了國內(nèi)空白,總體技術達到國際先進水平,打破國外技術封鎖,對陀螺定向技術的應用、研究與發(fā)展意義重大,有很好的經(jīng)濟和社會效益。