旋轉部；60、觸頭；61、支撐臺；62、北向標 識；63、陀螺儀水平度盤；64、照準系統(tǒng)水平度盤。
[0043] 圖3為陀螺儀角度測量關系示意圖。
[0044] 圖4為雙位置回轉尋北角度關系示意圖。
[0045] 圖5為尋北位置選擇原理圖。
[0046] 以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步詳細說明。
【具體實施方式】
[0047] 本發(fā)明的雙位置回轉尋北方法是在指在兩個不同位置采集尋北數(shù)據(jù)，精確計算陀 螺旋轉軸的北向偏角，從而求得尋北值的尋北方法。其主要思路如下：如圖4所示，N方向為 真北方向，在安置儀器時應使陀螺儀的北向標識62所指的方向大致指向正北方向（-10°， +10° )，當陀螺儀開始進行尋北測量時，盤位轉換模塊首先驅動陀螺靈敏部，使陀螺馬達 35旋轉軸56方向（0札方向）轉向北向標識62所指的方向，到達第一尋北位置，經(jīng)過在該 位置的尋北采樣后，計算得到陀螺儀測角裝置17的電子度盤零刻度線方向偏離真北方向 夾角ZN〇M妾下來，在盤位轉換模塊的作用下，陀螺靈敏部以鎖定狀態(tài)，相對于ORi方向轉 過180°，陀螺旋轉軸指向0R2方向，到達第二尋北位置，經(jīng)過在該位置的尋北采樣后，計算 得到陀螺儀測角裝置17的電子度盤零刻度線方向偏離真北方向夾角ZN0R2。由兩個尋北 位置的陀螺定向測量可計算出真北方向。
[0048] 本發(fā)明的方法所使用的基于靜態(tài)模式的力矩反饋陀螺全站儀，其結構參見圖1和 圖2,包括照準系統(tǒng)、陀螺儀測角系統(tǒng)、盤位轉換系統(tǒng)、支承系統(tǒng)、陀螺靈敏部、力矩反饋控 制系統(tǒng)、穩(wěn)定檢測系統(tǒng)、激光對中系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)；其中，照準系統(tǒng)安裝在一外殼 51的上方，陀螺儀測角系統(tǒng)、盤位轉換系統(tǒng)、支承系統(tǒng)、陀螺靈敏部、力矩反饋控制系統(tǒng)、穩(wěn) 定檢測系統(tǒng)、激光對中系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)安裝在該外殼51的內部。
[0049] 圖1中，VV軸為本發(fā)明的陀螺全站儀的中心軸線，也是外殼51的中心軸線，HH軸 為望遠鏡5旋轉軸56的軸線，LL軸為望遠鏡5的視準軸，該三軸相互垂直，且相交于望遠 鏡5的內部中心點；H' H'軸為照準部水準管57的軸線，其與HH軸平行且垂直于VV軸；利 用外殼51的下方的調節(jié)螺旋45對全站儀進行整平時，若照準部水準管57中的氣泡居中， 則表示磁懸浮陀螺全站儀在H' H'的軸向方向上處于水平狀態(tài)。
[0050] 照準系統(tǒng)包括上對中支架54、照準部支架55、照準部測角裝置4、望遠鏡5和第一 微型計算機58,其中，上對中支架54安裝在照準部支架55頂端且與照準部支架55形成門 形結構，上對中支架54中心位置設有上對中標識1，用于通過垂球法進行上對中，兩者通過 固定螺釘3連接，保證上對中標識1位于VV軸上；望遠鏡5通過旋轉軸56安裝于照準部支 架55上，且能夠在豎直面內繞HH軸自由旋轉；望遠鏡5由測距系統(tǒng)和棱鏡組組成，用于對 目標實施精確照準，并測量望遠鏡中心（即三軸VV軸、LL軸、HH軸的交點）到目標點的距 離；照準部支架55上設有豎直制動微動螺旋6和水平制動微動螺旋10,通過豎直制動微動 螺旋6調整望遠鏡5在豎直面內所指向的方向，并根據(jù)照準部測角裝置4測定望遠鏡5所 指向的方向（LL軸方向）的豎直角角度值；通過水平制動微動螺旋10調整望遠鏡5在水平 面內所指向的方向，再根據(jù)照準部測角裝置4可測定望遠鏡所指向的方向（LL軸方向）的 水平角角度值；照準部支架55底部設有一照準部水準管57,照準部支架55下方安裝第一 微型計算機58,且第一微型計算機58與照準部支架55均安裝在一水平旋轉部59上，水平 旋轉部59能夠在水平面內繞自身軸線旋轉，從而帶動第一微型計算機58及其以上的結構 整體在水平面內繞VV軸自由旋轉；水平旋轉部59內安裝照準部測角裝置4,照準部測角裝 置4采用電子度盤，照準部測角裝置4與第一微型計算機58連接，用以測量出望遠鏡5視準 軸LL軸方向的方位；第一微型計算機58上設有照準系統(tǒng)顯示屏8、鍵盤9和通訊接口 13。
[0051] 數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)包括第二微型計算機47、接口組48、兩個陀螺儀顯示屏15和 兩個操作按鈕組16 (包括確認按鈕：用于確定某項選擇；返回按鈕：用于取消某項選擇并 返回上一級菜單；前翻按鈕：用于數(shù)字或者選項向前翻；后翻按鈕：用于數(shù)字或者選項向后 翻；激光開啟按鈕：用于控制激光束開啟關閉）；其中，接口組48、陀螺儀顯示屏15和操作 按鈕組16分別連接第二微型計算機47 ;外殼51上部的兩側均設有一陀螺儀顯示屏15和 一操作按鈕組16 ;接口組48安裝在外殼51底部外側，接口組48包括電力接口、陀螺儀通 訊接口和存儲接口，用于實現(xiàn)儀器的電力供應、數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)存儲；接口組48的陀螺儀 通訊接口與照準部通訊接口 13相互連接，實現(xiàn)第二微型計算機47與第一微型計算機58的 連接，以實現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)通訊。
[0052] 陀螺儀測角系統(tǒng)位于外殼51內的頂部，包括陀螺儀測角裝置17,陀螺儀測角裝置 17與第二微型計算機47連接；陀螺儀測角裝置17由電子度盤和RDC測角電路組成，其中， RDC測角電路用以測量陀螺尋北方向（圖3中OR方向）與陀螺儀測角裝置17的電子度盤 的零刻度線（圖3中0M方向）的夾角（圖3中Z ROM)。
[0053] 盤位轉換系統(tǒng)位于陀螺儀測角裝置17的正下方；盤位轉換系統(tǒng)包括驅動電機18、 輪盤19和滾珠盤20 ;其中，滾珠盤20固定在殼體51內壁，輪盤19安裝在滾珠盤20上，且 位于陀螺儀測角裝置17的正下方，輪盤19能夠相對于滾珠盤20繞VV軸轉動，輪盤19的 轉動角度由陀螺儀測角裝置17測定；滾珠盤20用于減小輪盤19轉動的摩擦力，便于實現(xiàn) 精確轉位；驅動電機18通過齒輪組連接輪盤19,用于驅動輪盤19轉動；驅動電機18連接 第二微型計算機47,用于根據(jù)第二微型計算機47發(fā)來的指令控制輪盤19旋轉。
[0054] 支承系統(tǒng)包括上部連接盤22和下部連接盤23,上部連接盤22固定在輪盤19下 方；上部連接盤22下方中心處固定有懸掛帶29,下部連接盤23為中空圓盤；下部連接盤23 頂面邊緣沿周向等距設有四個觸頭60 ;下部連接盤23下方正對固定在外殼51內壁的帶有 中心孔的圓形的支撐臺61，支撐臺61上方以VV軸為中心均勻設有四個電感線圈27,每個 電感線圈27上套有一彈簧25,每個彈簧25上端水平固定有一壓片28 ;電感線圈27連接第 二微型計算機47,用于接收數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)的指令實現(xiàn)電感線圈27的通斷電。其中， 壓片28可采用電磁鐵。
[0055] 陀螺靈敏部包括陀螺馬達房和陀螺馬達35,陀螺馬達房通過連接部32與其上方 的下部連接盤23連接為一體，同時，懸掛帶29的下端穿過下部連接盤23和連接部32后固 定陀螺馬達房的頂板中心；陀螺馬達房內固定有與第二微型計算機47連接的陀螺馬達35。 當電感線圈27處于斷電狀態(tài)時，支撐臺61上的彈簧25處于壓縮狀態(tài)，彈簧25通過壓片28 向上頂住下部連接盤23,使得下部連接盤23的觸頭60與上部連接盤22下表面接觸，此時， 由于下部連接盤23、連接部32和陀螺靈敏部為一整體，因此懸掛帶29處于不受力狀態(tài)；當 電感線圈27處于通電狀態(tài)時，壓片28受到向下的電磁力而帶動彈簧25使其進一步壓縮， 壓片28下移與下部連接盤23脫離；陀螺靈敏部的重力將懸掛帶29向下拉緊。
[0056] 力矩反饋控制系統(tǒng)包括與第二微型計算機47連接的第一力矩器轉子31、第一力 矩器定子30、第二力矩器轉子40和第二力矩器定子39,它們用于在數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)的 控制下完成力矩反饋控制；第一力矩器轉子31套裝在連接部32外，第一力矩器定子30固 定在外殼51內壁上且將第一力矩器轉子31套于內部；第二力矩器轉子40固定在陀螺馬 達房的底板下方，第二力矩器定子39固定在外殼51內壁上且將第二力矩器轉子40套于內 部。
[0057] 陀螺馬達35用于感知地球自轉角動量，陀螺馬達35帶動陀螺馬達房旋轉，從而帶 動第一力矩器轉子31和第二力矩器轉子40轉動；力矩器定子固定在外殼51上，因此其內 部電流始終保持恒定；力矩器轉子與力矩器定子之間通電后形成水平電磁場，相互感應。兩 個力矩器轉子與陀螺靈敏部為一體，其內部電流隨陀螺馬達35旋轉軸56方位的變化而變 化。
[0058] 穩(wěn)定檢測系統(tǒng)包括支承穩(wěn)定檢測裝置21、水平力矩穩(wěn)定檢測裝置34和豎直力矩 穩(wěn)定檢測裝置42 ;其中，支承穩(wěn)定檢測裝置21由安裝在支撐臺61上的反射鏡組以及與其 相對應安裝在下部連接盤23外側面的光電傳感器組成；水平力矩穩(wěn)定檢測裝置34由安裝 在外殼51內壁的反射鏡組以及與其相對應安裝在陀螺馬達房外