電航儀器大連海事大學(xué)

航海類(lèi)專(zhuān)業(yè)“航海儀器(電)”課程教案

第一章

陀螺羅經(jīng)指北原理

第二章

陀螺羅經(jīng)誤差及其消除

第三章

安許茨4型陀螺羅經(jīng)

第四章

斯伯利37型陀螺羅經(jīng)

第五章

阿瑪——勃朗型陀螺羅經(jīng)

第六章

回聲測(cè)深儀

第七章

船用計(jì)程儀

第八章

磁羅經(jīng)自差校正

第二章

陀螺羅經(jīng)誤差及其消除

重點(diǎn)是使學(xué)生清晰理解船用陀螺羅經(jīng)的誤差，了解在航海實(shí)踐中的消除及補(bǔ)償方法

第一節(jié)

緯度誤差

第二節(jié)

速度誤差

第三節(jié)

沖擊誤差

第四節(jié)

其他誤差

第一節(jié)緯度誤差(latitudeerror)采用垂直軸阻尼的羅經(jīng)，其主軸指北端的穩(wěn)定位置不在子午面內(nèi)，而是偏離子午面一個(gè)角度，該角度在羅經(jīng)參數(shù)確定后，將隨羅經(jīng)所在緯度的正切變化而變化，故稱(chēng)為緯度誤差。第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、緯度誤差的定義：（E）（W）r第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除第一節(jié)緯度誤差(latitudeerror)二、緯度誤差產(chǎn)生的原因垂直軸阻尼法是緯度誤差產(chǎn)生的根本原因V2u2ru3u2V2ru3V1α（方位誤差）MM`第一節(jié)緯度誤差(latitudeerror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除三、緯度誤差的大小與方向由：V1=u3,V2=u2有：H1

αr=MDθrH2=-Mθr求得：αr=-MD/Mtg（E）（W）ru2V2ru3V1α（方位誤差）二、緯度誤差的性質(zhì)：αrΦ=-MD/MtgΦ1.采用垂直軸阻尼法的羅經(jīng)所具有的誤差。2.北緯偏東誤差，南緯偏西誤差。3.誤差大小隨緯度的增大而增大。（E）（W）ru2V2ru3V1α（方位誤差）南緯1.外補(bǔ)償法：轉(zhuǎn)動(dòng)羅經(jīng)基線(xiàn)或刻度盤(pán)。2.內(nèi)補(bǔ)償法：對(duì)羅經(jīng)施加補(bǔ)償力矩，使主軸返回子午面。兩種方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？第一節(jié)緯度誤差(latitudeerror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除三、緯度誤差的消除00N補(bǔ)償力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1αrΦV2u2ru3V1`（E）（W）V2V2`ru3V2u2V1rA.施加垂直軸補(bǔ)償力矩；B.施加水平軸補(bǔ)償力矩；第二節(jié)速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除一、速度誤差的定義船舶作恒速恒向航行時(shí)，陀螺羅經(jīng)主軸穩(wěn)定位置與船靜止時(shí)穩(wěn)定位置的方位差角。設(shè)船偏北航行，航速V，航向C。VN=VCosCVE=VSinCNVOCVEVN第二節(jié)速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除二、船舶作恒速恒向運(yùn)動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度及其在地理坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸上的分量；EVN引起的角速度：

e

W=VN/Re=VCosC/ReVE引起的角速度：

Φ

=VE/ReCos（

Φ相對(duì)于e很小，可忽略不計(jì)。）e

WVNVE

Φ

ReeVN水平面12

W

W使水平面北端不斷下沉，而主軸指北端由于定軸性，故產(chǎn)生了相對(duì)水平面不斷上升的視運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度。V3V3=H

W=HVCosC/Re

w對(duì)主軸的影響第二節(jié)速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除（E）（W）以北緯下重式羅經(jīng)為例：V3打破了原有的平衡，迫使主軸必須偏向子午面的西側(cè)，利用西降的視運(yùn)動(dòng)（V1）與V3抵消。因此而產(chǎn)生了一個(gè)方位偏差—速度誤差（arv）。rV2u2V3V1arvV2u2V3r根據(jù)V3=V1有：

HVCosC/Re=H

1

arv

則：arv=VCosC/Re

eCos第二節(jié)速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除四、速度誤差的數(shù)學(xué)表達(dá)式及速度誤差的特性V2Eru2V3V1arvV2u2V3rW1。北緯東偏，南緯西偏；V12。東升西降，全球一樣。Ｖ２1.什么叫緯度誤差？緯度誤差產(chǎn)生的原因是什么？其符號(hào)如何確定？2.有哪兩種消除緯度誤差的方法？?jī)煞N方法下主軸穩(wěn)定位置的區(qū)別？3.液體連通器羅經(jīng)采用的內(nèi)補(bǔ)償法施加的補(bǔ)償力矩作用在什么軸上？（水平軸OY上）；穩(wěn)定位置是什么？（北緯指北偏上；南緯指北偏下）4.電控羅經(jīng)采用的內(nèi)補(bǔ)償法施加的補(bǔ)償力矩作用在什么軸上？（垂直軸OZ上）；穩(wěn)定位置是什么？（水平指北）。5.什么叫速度誤差？速度誤差產(chǎn)生的原因是什么？6.速度誤差的表達(dá)式是什么？1.僅取決于航速（V）、航向（C）、和地理緯度（），與羅經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)無(wú)關(guān)。任何羅經(jīng)均會(huì)產(chǎn)生速度誤差。2.隨船速（V）、緯度（）的增大而增大。3.航向偏北，αrv>0,西誤差；航向偏南，αrv<0,東誤差。4.東西航向無(wú)誤差，南北航向誤差最大。四、速度誤差的數(shù)學(xué)表達(dá)式及速度誤差的特性（E）（W）V3V2u2V1r1.查表法：2.外補(bǔ)償法：移動(dòng)刻度盤(pán)。3.內(nèi)補(bǔ)償法：施加補(bǔ)償力矩。u2V2rV1`V3可施加垂直軸補(bǔ)償力矩，產(chǎn)生V1`以抵消V3。第二節(jié)速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經(jīng)誤差及其消除五、速度誤差的消除第二節(jié)沖擊誤差(Ballisticerror)一、沖擊誤差的定義：船舶在機(jī)動(dòng)航行過(guò)程中，由于慣性對(duì)陀螺羅經(jīng)的影響而引起的誤差。二、沖擊誤差的分類(lèi)：第一類(lèi)沖擊誤差（BI）：第二類(lèi)沖擊誤差（BII）：慣性力作用于控制設(shè)備上。慣性力作用于阻尼設(shè)備上。GONSJ-J-J（BⅠ）（BⅡ）第二節(jié)沖擊誤差(Ballisticerror)rv:速度誤差BZ:沖擊位移BI:沖擊誤差三、第一類(lèi)沖擊誤差：（以下重式羅經(jīng)為例）b

ac21設(shè)船北緯、加速、北航（V2>V1）主軸由穩(wěn)定位置1向2進(jìn)動(dòng)：a:沖擊不到，有BI

b:沖擊過(guò)頭，有BI

c:沖擊正好，無(wú)BⅠ

BIBI在加速終了后經(jīng)過(guò)約3/4個(gè)TD（約1小時(shí)）自動(dòng)消失。BIrv1rv2?rv不產(chǎn)生第一類(lèi)沖擊誤差的舒拉條件：當(dāng)羅經(jīng)的等幅擺動(dòng)周期等于一擺長(zhǎng)為地球半徑的數(shù)學(xué)擺的擺動(dòng)周期時(shí)，不產(chǎn)生第一類(lèi)沖擊誤差。對(duì)應(yīng)的緯度（）稱(chēng)為設(shè)計(jì)緯度（

0）第一類(lèi)沖擊誤差的特性：1

a2carv1arv2BⅠ高緯不到，低緯超；設(shè)計(jì)緯度正恰巧。b四、第二類(lèi)沖擊誤差：（BII）第二類(lèi)沖擊誤差是由于慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的。下重式羅經(jīng)—液體阻尼器GONSJ-J（BⅡ）rv1rv2BIIr1r2MM’慣性力作用于阻尼設(shè)備上而產(chǎn)生的力矩總是使主軸離開(kāi)新的穩(wěn)定位置,則BII與BI符號(hào)相反.且最大值發(fā)生在機(jī)動(dòng)后1/4個(gè)TD。第二類(lèi)沖擊誤差的消除：高于和等于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，

BI與BII符號(hào)相同，B=BI+BII，可關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。低于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，

BI與BII符號(hào)相反，B=BI－BII，不關(guān)閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。可以將設(shè)計(jì)緯度定為60°，則船舶大部分時(shí)間使航行在低于設(shè)計(jì)緯度狀態(tài)，因此可以不裝阻尼器。NSGO阻尼開(kāi)關(guān)1.速度誤差的特性？速度誤差的符號(hào)如何確定？2.消除速度誤差的方法有哪幾種？?jī)?nèi)補(bǔ)償法消除速度誤差其補(bǔ)償力矩施加在什么軸上？（OZ軸上）3.什么是沖擊誤差？試分析它與速度誤差的關(guān)系和區(qū)別？4.什么是第一類(lèi)沖擊誤差？第一類(lèi)沖擊誤差的特性？

（高緯不到，低緯超；設(shè)計(jì)緯度正恰巧）5.什么是第二類(lèi)沖擊誤差？如何消除？（關(guān)閉阻尼器）6.什么情況下消除第二類(lèi)沖擊誤差？（高于和等于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，即

>

0

時(shí)）7.什么情況下不消除第二類(lèi)沖擊誤差？（低于設(shè)計(jì)緯度時(shí)，即

<

0

時(shí)）第四節(jié)搖擺誤差及基線(xiàn)誤差一、搖擺誤差的定義：船舶搖擺時(shí)所產(chǎn)生的慣性力作用于羅經(jīng)的控制設(shè)備上而引起的羅經(jīng)的示度誤差。二、單轉(zhuǎn)子搖擺誤差的特性：與羅經(jīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、羅經(jīng)的安裝位置、船舶的搖擺姿態(tài)、地理緯度和船舶的搖擺方向等參數(shù)有關(guān)。在象限航向上航行且橫搖時(shí)，搖擺誤差最大。三、搖擺誤差的消除：下重式（安許茨）羅經(jīng)：采用雙轉(zhuǎn)子。液體連通器（斯伯利）羅經(jīng)：采用高黏度硅油。四、基線(xiàn)誤差：因陀螺羅經(jīng)的