【正文】 測定已知邊和定向邊的陀螺方位角之前，必須把經(jīng)緯儀望遠鏡視準軸置于近似北方，也就是所謂粗略定向。如陀螺定向時地面、應加入改正數(shù)。如零位變化超過177。如測前與測后懸掛零位變化在177。圖17 零位觀測[1]同時還需用秒表測定周期,即光標像穿過分劃板零刻劃線的瞬間啟動秒表,待光標像擺動一周又穿過零刻劃線的瞬間制動秒表,其讀數(shù)稱為自由擺動周期T3。觀測過程如圖17所示[1]。在陀螺儀觀測工作開始之前和結束后，要作懸?guī)Я阄挥^測，相應稱為測前零位和測后零位觀測[1]。（二）陀螺儀懸掛零位觀測懸掛零位是指陀螺馬達不轉時，陀螺靈敏部受懸掛帶和導流絲扭力作用而引起扭擺的平衡位置，就是扭力矩為零的位置。若將式（120）的儀器常數(shù)值代入上式，可寫出： （122）其中，表示地面和井下安置陀螺儀地點的子午線收斂角的差數(shù)，可按下式求得： （123）式中 的單位為s；（當?shù)孛婧偷叵露ㄏ螯c的距離不超過5~10km，緯度小于60176。如圖16（a）所示，地理方位角和坐標方位角的關系為： （119）子午線收斂角的符號可由安置儀器點的位置來確定,即在中央子午線以東為正,以西為負；其值可根據(jù)安置儀器點的高斯平面坐標求得[1]。求算子午線收斂角一般地面精密導線邊或三角網(wǎng)邊已知的是坐標方位角，需要求算的井下定向邊，也是要求出其坐標方位角，而不是地理方位角A。然后求出儀器常數(shù)的最或然值，并按白塞爾公式來評定一次測定中誤差。儀器上井后重新測定儀器常數(shù)儀器上井后，應在已知邊上重新測定儀器常數(shù)2~3次。 （a） （b）圖16 陀螺儀定向示意圖[1]在井下定向邊上測定陀螺方位角井下定向邊的長度應大于50m，在圖16（b）中，儀器安置在C＇點上，可測出C＇D＇邊的陀螺方位角。每次測量后，要停止陀螺運轉10~15min，經(jīng)緯儀度盤應變換180176。若在C點安置陀螺經(jīng)緯儀，通過陀螺運轉和觀測可求出CD邊的陀螺方位角(測定陀螺方位角的具體方法將在下面敘述)，可按下式求出儀器常數(shù)： （117）所以，測定儀器常數(shù)實際上是測定已知邊的陀螺方位角。儀器常數(shù)可以在已知方位角的精密導線邊或三角網(wǎng)邊上直接測出來。二者的夾角稱為儀器常數(shù)，一般用表示。三、陀螺經(jīng)緯儀的定向方法（一）陀螺經(jīng)緯儀定向的作業(yè)過程在地面已知邊上測定儀器常數(shù)由于陀螺儀軸衰減微弱的擺動系數(shù)保持不變，故其擺動的平均位置可以認為是假想的陀螺儀軸的穩(wěn)定位置。自由陀螺儀有兩個特性：(1)、陀螺軸在不受外力矩作用時，它的方向始終指向初始恒定方位，即所謂定軸性。就礦山而言，它完全可以取代國內(nèi)礦山測量沿用百年之久的幾何定向法，克服了幾何定向法要占用井筒而造成停產(chǎn)、耗費大量人力、物力和時間等缺點[1]。第四節(jié) 陀螺經(jīng)緯儀定向一、概述陀螺經(jīng)緯儀是將陀螺儀和經(jīng)緯儀組合的儀器。將地面與地下求得的B點坐標相比較，如果其相對閉合差符合所采用連接導線的精度時，可將坐標增量閉合差按地下連接導線邊長成比例反號加以分配，因地面連接導線精度較高，可以不加改正。按地面坐標系統(tǒng)計算井下導線各邊的方位角及各點的坐標 （115）[1]其他邊的坐標方位角為： （116）式中 ——該邊在假定坐標系中的假定方位角[1]。由于兩垂球的向地心性，差值為： （113）式中 H——井筒深度； R——地球的曲率半徑[1]。00＇00[1]。井下連接測量在井下定向水平，測設經(jīng)緯儀導線A1234B，導線可采用7或15基本控制導線。連接導線敷設時，應使其具有最短的長度并盡可能沿兩垂球線連線的方向延伸，因為此時量邊誤差對連線的方向不產(chǎn)生影響。投點設備和方法與一井定向時相同，一般采用單重穩(wěn)定投點。圖15 兩井定向示意圖[1]兩井定向時,由于兩垂球線間的距離大大增加，因而有投點誤差引起的投向誤差也大大減少，見公式15,這是兩井定向最大的優(yōu)點。兩井定向就是在兩井筒中各掛一根垂球線，如圖15所示。其次編入下列內(nèi)容：定向測量的實際時間安排，參加定向的人員分工；地面連接導線的計算成果及精度；定向的內(nèi)業(yè)計算及精度評定；定向測量的綜合評述和結論[1]。定向后的技術總結定向工作完成后，應認真總結經(jīng)驗，并寫出技術總結，同技術設計書一起長期保存。為此，必須采取下列措施：在定向過程中，應勸阻一切非定向工作人員在井筒附近停留；提升容器應牢固穩(wěn)妥；井蓋必須結實可靠的蓋好；對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放提鋼絲時，應事先通知井下，只有當井下人員撤出井筒后才能開始；吹求未到井底或地面時，井下人員均不得進入井筒；下放鋼絲時應嚴格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因為這樣最易使鋼絲折斷；應向參加定向工作的全體人員反復進行安全教育，以提高警惕。一井定向的工作組織可分為：準備工作選擇連接方案，作出技術預計；定向設備及用具的準備；檢查定向設備及檢驗儀器；預先安裝某些投點設備和將所需用設備等送至定向井口和井下；確定井上下的負責人,統(tǒng)一負責指揮和聯(lián)絡工作[1]。設c丈為兩垂線間距離的實際丈量值，c計為其計算值，則： （18）式中c計可按余弦公式計算： （19）當井上連接三角形中d≤2mm、井下連接三角形中d≤4mm且符合相關要求時，可在丈量的邊長a、b及c中分別加入下列改正數(shù)： （110）以消除其差值[1]。一般均能閉合，若尚有微小的殘差時，則可將其平均分配于及中[1]。時,可用下列簡化公式計算： （17）在計算井下連接三角形時，應用井下定向水平丈量和計算的兩垂球線間距離平差值進行計算[1]。(1)、三角形的解算對于延伸三角形,垂球出的角度α、β按正弦公式計算： （16）當＜2176。內(nèi)業(yè)在進行內(nèi)業(yè)計算前，應對全部記錄進行檢查。如果連接點不是事先埋好而是臨時選定的，那么還應該在點D和D＇處測量角度δ和δ＇，并且丈量CD與C＇D＇。每次均需用上述方法丈量兩次，互差不得大于3mm，取其平均值作為丈量結果[1]。同一邊長各次觀測值的互差不得大于2mm，取平均值作為丈量的結果[1]。量邊應用檢驗過的鋼尺并施加比長時的拉力，記錄測量時的溫度。具體的施測方法和限差見表11[1]。外業(yè)(1)在連接點C上用測回法測量角度γ和φ。；(2)、點C與C＇應盡可能在AB的延長線上，是三角形的銳角γ應小于1176。同樣，已知A、B的坐標及連線的方位角和地下三角形各要素時，再測定角δ＇，就能計算出井下導線起始邊D＇E＇的方位角及D＇點的坐標[1]。由于不能在垂球線A、B點安設儀器，因此選定井上下的連接點C與C＇，從而在井上下形成了以AB為公共邊的三角形ABC和ABC＇，一般把這樣的三角形稱為連接三角形。用同法觀測另一個垂球線的擺動，并將其固定[1]。然后根據(jù)最終結果按標尺M、N用經(jīng)緯儀TT2來固定鋼絲位置。人為地使垂球線在某一角度自由擺動，用兩臺經(jīng)緯儀TT2分別按標尺M、N觀測鋼絲擺動的左右最大位置的讀數(shù)，連續(xù)讀取13個以上的奇數(shù)讀數(shù)，取其左右讀數(shù)的平均值，作為鋼絲鉛直狀態(tài)的位置讀數(shù)。~13