電航儀器大連海事大學

航海類專業“航海儀器(電)”課程教案

第一章

陀螺羅經指北原理

第二章

陀螺羅經誤差及其消除

第三章

安許茨4型陀螺羅經

第四章

斯伯利37型陀螺羅經

第五章

阿瑪——勃朗型陀螺羅經

第六章

回聲測深儀

第七章

船用計程儀

第八章

磁羅經自差校正

第二章

陀螺羅經誤差及其消除

重點是使學生清晰理解船用陀螺羅經的誤差，了解在航海實踐中的消除及補償方法

第一節

緯度誤差

第二節

速度誤差

第三節

沖擊誤差

第四節

其他誤差

第一節緯度誤差(latitudeerror)采用垂直軸阻尼的羅經，其主軸指北端的穩定位置不在子午面內，而是偏離子午面一個角度，該角度在羅經參數確定后，將隨羅經所在緯度的正切變化而變化，故稱為緯度誤差。第二章陀螺羅經誤差及其消除一、緯度誤差的定義：（E）（W）r第二章陀螺羅經誤差及其消除第一節緯度誤差(latitudeerror)二、緯度誤差產生的原因垂直軸阻尼法是緯度誤差產生的根本原因V2u2ru3u2V2ru3V1α（方位誤差）MM`第一節緯度誤差(latitudeerror)第二章陀螺羅經誤差及其消除三、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：αrΦ=-MD/MtgΦ1.采用垂直軸阻尼法的羅經所具有的誤差。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.外補償法：轉動羅經基線或刻度盤。2.內補償法：對羅經施加補償力矩，使主軸返回子午面。兩種方法下主軸穩定位置的區別？第一節緯度誤差(latitudeerror)第二章陀螺羅經誤差及其消除三、緯度誤差的消除00N補償力矩的施加方案：（E）（W）ru3V2u2V1αrΦV2u2ru3V1`（E）（W）V2V2`ru3V2u2V1rA.施加垂直軸補償力矩；B.施加水平軸補償力矩；第二節速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經誤差及其消除一、速度誤差的定義船舶作恒速恒向航行時，陀螺羅經主軸穩定位置與船靜止時穩定位置的方位差角。設船偏北航行，航速V，航向C。VN=VCosCVE=VSinCNVOCVEVN第二節速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經誤差及其消除二、船舶作恒速恒向運動時的旋轉角速度及其在地理坐標系各坐標軸上的分量；EVN引起的角速度：

e

W=VN/Re=VCosC/ReVE引起的角速度：

Φ

=VE/ReCos（

Φ相對于e很小，可忽略不計。）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，故產生了相對水平面不斷上升的視運動線速度。V3V3=H

W=HVCosC/Re

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

HVCosC/Re=H

1

arv

則：arv=VCosC/Re

eCos第二節速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經誤差及其消除四、速度誤差的數學表達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？緯度誤差產生的原因是什么？其符號如何確定？2.有哪兩種消除緯度誤差的方法？兩種方法下主軸穩定位置的區別？3.液體連通器羅經采用的內補償法施加的補償力矩作用在什么軸上？（水平軸OY上）；穩定位置是什么？（北緯指北偏上；南緯指北偏下）4.電控羅經采用的內補償法施加的補償力矩作用在什么軸上？（垂直軸OZ上）；穩定位置是什么？（水平指北）。5.什么叫速度誤差？速度誤差產生的原因是什么？6.速度誤差的表達式是什么？1.僅取決于航速（V）、航向（C）、和地理緯度（），與羅經結構參數無關。任何羅經均會產生速度誤差。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.東西航向無誤差，南北航向誤差最大。四、速度誤差的數學表達式及速度誤差的特性（E）（W）V3V2u2V1r1.查表法：2.外補償法：移動刻度盤。3.內補償法：施加補償力矩。u2V2rV1`V3可施加垂直軸補償力矩，產生V1`以抵消V3。第二節速度誤差(speederror)第二章陀螺羅經誤差及其消除五、速度誤差的消除第二節沖擊誤差(Ballisticerror)一、沖擊誤差的定義：船舶在機動航行過程中，由于慣性對陀螺羅經的影響而引起的誤差。二、沖擊誤差的分類：第一類沖擊誤差（BI）：第二類沖擊誤差（BII）：慣性力作用于控制設備上。慣性力作用于阻尼設備上。GONSJ-J-J（BⅠ）（BⅡ）第二節沖擊誤差(Ballisticerror)rv:速度誤差BZ:沖擊位移BI:沖擊誤差三、第一類沖擊誤差：（以下重式羅經為例）b

ac21設船北緯、加速、北航（V2>V1）主軸由穩定位置1向2進動：a:沖擊不到，有BI

b:沖擊過頭，有BI

c:沖擊正好，無BⅠ

BIBI在加速終了后經過約3/4個TD（約1小時）自動消失。BIrv1rv2?rv不產生第一類沖擊誤差的舒拉條件：當羅經的等幅擺動周期等于一擺長為地球半徑的數學擺的擺動周期時，不產生第一類沖擊誤差。對應的緯度（）稱為設計緯度（

0）第一類沖擊誤差的特性：1

a2carv1arv2BⅠ高緯不到，低緯超；設計緯度正恰巧。b四、第二類沖擊誤差：（BII）第二類沖擊誤差是由于慣性力作用于阻尼設備上而產生的。下重式羅經—液體阻尼器GONSJ-J（BⅡ）rv1rv2BIIr1r2MM’慣性力作用于阻尼設備上而產生的力矩總是使主軸離開新的穩定位置,則BII與BI符號相反.且最大值發生在機動后1/4個TD。第二類沖擊誤差的消除：高于和等于設計緯度時，

BI與BII符號相同，B=BI+BII，可關閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。低于設計緯度時，

BI與BII符號相反，B=BI－BII，不關閉阻尼器，減小總的沖擊誤差。可以將設計緯度定為60°，則船舶大部分時間使航行在低于設計緯度狀態，因此可以不裝阻尼器。NSGO阻尼開關1.速度誤差的特性？速度誤差的符號如何確定？2.消除速度誤差的方法有哪幾種？內補償法消除速度誤差其補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系和區別？4.什么是第一類沖擊誤差？第一類沖擊誤差的特性？

（高緯不到，低緯超；設計緯度正恰巧）5.什么是第二類沖擊誤差？如何消除？（關閉阻尼器）6.什么情況下消除第二類沖擊誤差？（高于和等于設計緯度時，即

>

0

時）7.什么情況下不消除第二類沖擊誤差？（低于設計緯度時，即

<

0

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