高精度磁懸浮自動陀螺全站儀實現(xiàn)國產(chǎn)化
日前，由長安大學(xué)和中國航天科技集團(tuán)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(yīng)用”項目通過了科技成果鑒定，標(biāo)志著我國研制成功具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的高精度磁懸浮自動陀螺全站儀，對打破國際上的技術(shù)封鎖，發(fā)展我國高精度自動陀螺經(jīng)緯儀及其相關(guān)
技術(shù)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(biāo)方位角，是一種用途廣泛的重要測量儀器。而一次定向標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)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(guān)乎國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的建設(shè)。因此，研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度陀螺全站儀具有重要意義。
聯(lián)合攻關(guān)集成創(chuàng)新
長安大學(xué)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(guān)，始終把握國內(nèi)外陀螺全站儀發(fā)展的前沿技術(shù)和研究進(jìn)展，摒棄了傳統(tǒng)吊帶技術(shù)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(shù)、惰性氣體密封技術(shù)、磁懸浮自適應(yīng)技術(shù)、低通加小波濾波技術(shù)、耐高低溫高性能硅橡膠密封技術(shù)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(shù)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(jié)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(shù)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(guān)，共同研發(fā)了國內(nèi)第一臺具有我國獨立知識產(chǎn)權(quán)的面向測量工程領(lǐng)域應(yīng)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(jī)構(gòu)檢測及工程應(yīng)用證明，ＧＡＴ磁懸浮陀螺全站儀一次性定向誤差優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)偏差５秒，與世界公認(rèn)最好的德國Ｇｙｒｏｍａｔ２０００精度相當(dāng)；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(yīng)用后，證明該系統(tǒng)采用磁懸浮吊帶等高尖技術(shù)，能無依托、自主式尋北測定目標(biāo)的方位角，除架設(shè)調(diào)平及瞄準(zhǔn)之外，整個測量過程無需手工操作，測量結(jié)束后，自動給出瞄準(zhǔn)目標(biāo)的法線與真北方位角，由此可以確定任意方向線的坐標(biāo)方位角，實現(xiàn)準(zhǔn)確貫通和精確定向，完全滿足測量工程應(yīng)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(xì)的數(shù)據(jù)與信息顯示及存儲功能，更具有開機(jī)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(qiáng)磁、震動、瓦斯、風(fēng)力、潮濕、高低溫等的環(huán)境適應(yīng)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(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)等單位的專家組成鑒定委員會，對長安大學(xué)和中國航天科技集團(tuán)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(yīng)用”項目進(jìn)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(rèn)為：該項目首次將磁懸浮技術(shù)成功應(yīng)用于高精度陀螺全站儀系統(tǒng)的構(gòu)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(zhuǎn)技術(shù)和無接觸式光電力矩反饋技術(shù)應(yīng)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(rèn)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(jìn)性，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，打破國外技術(shù)封鎖，對陀螺定向技術(shù)的應(yīng)用、研究與發(fā)展意義重大，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
技術(shù)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(biāo)方位角，是一種用途廣泛的重要測量儀器。而一次定向標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)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(guān)乎國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的建設(shè)。因此，研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度陀螺全站儀具有重要意義。
聯(lián)合攻關(guān)集成創(chuàng)新
長安大學(xué)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(guān)，始終把握國內(nèi)外陀螺全站儀發(fā)展的前沿技術(shù)和研究進(jìn)展，摒棄了傳統(tǒng)吊帶技術(shù)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(shù)、惰性氣體密封技術(shù)、磁懸浮自適應(yīng)技術(shù)、低通加小波濾波技術(shù)、耐高低溫高性能硅橡膠密封技術(shù)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(shù)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(jié)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(shù)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(guān)，共同研發(fā)了國內(nèi)第一臺具有我國獨立知識產(chǎn)權(quán)的面向測量工程領(lǐng)域應(yīng)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(jī)構(gòu)檢測及工程應(yīng)用證明，ＧＡＴ磁懸浮陀螺全站儀一次性定向誤差優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)偏差５秒，與世界公認(rèn)最好的德國Ｇｙｒｏｍａｔ２０００精度相當(dāng)；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(yīng)用后，證明該系統(tǒng)采用磁懸浮吊帶等高尖技術(shù)，能無依托、自主式尋北測定目標(biāo)的方位角，除架設(shè)調(diào)平及瞄準(zhǔn)之外，整個測量過程無需手工操作，測量結(jié)束后，自動給出瞄準(zhǔn)目標(biāo)的法線與真北方位角，由此可以確定任意方向線的坐標(biāo)方位角，實現(xiàn)準(zhǔn)確貫通和精確定向，完全滿足測量工程應(yīng)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(xì)的數(shù)據(jù)與信息顯示及存儲功能，更具有開機(jī)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(qiáng)磁、震動、瓦斯、風(fēng)力、潮濕、高低溫等的環(huán)境適應(yīng)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(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)等單位的專家組成鑒定委員會，對長安大學(xué)和中國航天科技集團(tuán)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(yīng)用”項目進(jìn)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(rèn)為：該項目首次將磁懸浮技術(shù)成功應(yīng)用于高精度陀螺全站儀系統(tǒng)的構(gòu)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(zhuǎn)技術(shù)和無接觸式光電力矩反饋技術(shù)應(yīng)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(rèn)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(jìn)性，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，打破國外技術(shù)封鎖，對陀螺定向技術(shù)的應(yīng)用、研究與發(fā)展意義重大，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
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