[科普中国]-方位误差曲线

简介

方位误差曲线是在测向设备中，一组仪表方位误差对指示方位或校正方位的曲线。也表示，在测向设备装调中，一组仪表方位误差和位置误差对指示方位的合成曲线。1

方位从地面上一点到天空一点或地面上另一点的方向，用这两点的连线在水平面的投影与基准方向之间的夹角表示。该表示方式也称方位角，方位角是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。

方位误差测量的方位与相应的真方位之间的角度差。

（1）东向速度误差会使系统产生方位误差，且表现为舒拉周期振荡。当系统工作在水平阻尼状态时，该项误差为零。但工作在无阻尼状态时，其误差幅值与速度误差成正比，这就要求外输入的速度应尽量精确。如果海流变化大，还要进行海流修正。

（2）平台初始姿态角误差会使系统产生三种周期振荡性误差。在水平阻尼状态下，方位误差将呈现24小时的地球周期振荡，其最大值接近6'。

（3）加速度计零位使系统产生的方位误差表现为舒拉周期振荡，且为常值分量。其值仅为15度，此项误差很小。

（4）陀螺漂移是造成系统方位误差的主要因素，其误差除了含有三种周期振荡外，还有常值分量其主要表现为地球周期振荡。该分量与东向陀螺漂移成正比，因而要求选择精度最高的陀螺仪作为东向陀螺之用。为了进一步减小其影响，航行中应按规定进行综校，应尽量采用两点校，不仅使方位误差得到校正，还可对陀螺漂移随时进行估算与补偿。

（5）初始位置误差使系统产生的方位误差也具有三种周期振荡性质，其幅值与位置误差成正比，故在系统进行初始对准和在航行中都要进行综校。2

方位校正海军潜艇学院徐涛等针对由于钻具铁磁性材料造成干扰磁场的问题，提出了2种利用测量数据和地磁场结合进行方位角校正的方法。第1种直接校正方法，仅仅利用地磁场的垂向分量，加上与钻进轴线垂直的2个磁强计的数据来进行校正，第二种递推校正方法充分利用地磁场的垂向分量和水平分量，并结合3个磁强计的测量结果来进行校正。直接校正方法虽然有固定的表达式，但过于依赖垂向分量，对水平方向上的磁场变化不敏感，容易引起误差，递推校正法虽然没有固定的表达式，计算复杂，但其充分利用了地磁场两个方向上的数据进行校正，更能保持较高的精度。

以上两种方位校正方法表明，它们均能够消除钻杆磁性材料对测量方位引入的误差，能够在不更换钻具即测量装置仍放在一小段无磁钻铤内部的情况下，获得准确的方位角测量，这样大大减少无磁钻铤的长度，节省了钻进成本。这种基于磁场测量的方位校正技术还可应用到其他领域，如导航等。3