[科普中国]-逆转点法

逆转点法亦称跟踪法。陀螺定向的一种传统方法。定向时，使陀螺经纬仪的照准部连续地跟踪陀螺转子轴的摆动，记录其逆转点在水平度盘上的读数，取5～7个读数，采用舒勒平均值法，或托马斯平均值法，或相关平差法，可得真北方向在度盘上的读数，若再观测某一待定向方向的角值，即可得到该方向的方向值。该法属于无扭观测，要使照准部处于跟踪状态，对观测人员在技术上要求较高1。

测量方法小心地转动全站仪或经纬仪的水平微动手轮来跟踪陀螺仪光标的运动，当光标到达其逆转点时，记录下该位置的水平角值，在记录了两个或多个连续的逆转点后便可计算出真北方向值。精确测定真北方向时，需要全站仪或经纬仪的望远镜的初始照准方向位于真北方向±2°范围内，并且连续测量至小3个以上的逆转点。

逆转点法是用转动经纬仪照准部，跟踪观测陀螺轴摆动逆转点位置来确定陀螺子午线方向的方法。观测步骤：固定仪器照准部于近似北方向，启动陀螺电动机，下放灵敏部，通过陀螺仪目镜观察陀螺轴光标摆动，用照准部微动螺旋进行逆转点跟踪观测，连续读取五个逆转点位置的经纬仪水平度盘读数ui，相邻三个可计算一个中点位置的读数Ni： 。其最终平均值为 。测边的陀螺方位角 。式中H为经纬仪正倒镜观测测边方向的平均值；△α为悬带零位改正： ，式中T为跟踪时陀螺摆动周期，s；T1为不跟踪时陀螺摆动周期，s；△τ为悬带零位值所对应的角度值。悬带零位是陀螺不旋转时，自由悬挂陀螺轴稳定位置相对于陀螺分划板零刻线的角度2。

陀螺经纬仪定向用陀螺经纬仪测定导线边的坐标方位角。陀螺经纬仪是陀螺仪和经纬仪结合为一体的先进定向仪器，用来直接测定边的天文方位角。陀螺经纬仪定向方法与竖井几何定向方法比较，前者具有不占用井筒、省时、省力和精度高等优点。在井下导线加测陀螺定向边，可有效地提高导线的精度。

陀螺经纬仪定向的实质，是求陀螺北方向值。陀螺定向方法可分为两大类：一类是定向过程中仪器照准部处于跟踪状态，如逆转点法；另一类是定向过程中仪器照准部处于固定状态，如中天法、时差法、改化振幅法、记时摆幅法、三点测时法等3。

陀螺实质上是一个绕其质量对称的超高速旋转的匀质转子。陀螺经纬仪上一般有一个悬挂式陀螺，在地球自转和陀螺重力矩的作用下，悬挂式陀螺轴相对于测站点天文子午面产生对称的往复摆动的简谐运动。通过对陀螺轴摆动的观测，可以确定其摆动的平均位置，即子午面的方向。由于制造、安装、校检上的缺陷，陀螺轴与经纬仪视准轴并不重合。经纬仪所示的陀螺轴摆动平均位置称作陀螺子午线方向，从它算起的测边的方位角称为陀螺方位角。陀螺方位角和天文方位角的差值，称仪器常数。

常用方法有跟踪逆转点法和中天法两种2。

不同定向方法比较1.三种定向方法无论是理论精度或是实测精度，都完全可以满足现行冶金矿山测量规范的要求，且高于规范规定精度的2至3倍。

2.从理论精度看，逆转点法精度较高，但实测精度却低于中天法精度。这是因为观测时仪器跟踪引起震动、观测者精神紧张导致判断逆转点位置不正确造成的。

3.中天法观测的最大优点就是不跟踪观测，因而减少了仪器震动；同时观测者在判定光标经过中天并启动秒表之后，可以从容地读取秒表读数，便于提高精度，而精确的测时，正是提高中天法精度的关键所在。

时差法和中天法比较，其精度相当。

综上所述，应当认为：在三种定向方法中，中天法是比较好的定向方法，更适合于矿井定向使用3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学