子午线收敛角和垂线偏差对陀螺方位角的影响

陀螺经纬仪常用于测定井下或地面待定边的坐标方位角.主要分析了在陀螺方位角测量中,影响坐标方位角计算的2个因素--子午线收敛角和垂线偏差.根据赫里斯托夫子午线收敛角γ计算公式和常用近似公式,计算了不同纬度的γ值,对比分析得到:随着经差l的增大,近似公式计算误差相应增大,l=0.5°时计算精度可达0.01″～0.1″,此外给出了γ较差计算公式,并分析得到经差l小于1°时,公式计算精度可达0.001″.根据GPS法测量高程原理导出了垂线偏差计算公式,并结合某试验网数据分析得到垂线偏差最大值一般小于20″,这和理论上的结论较吻合.     

一级光电导线测量及其平差方法的研究

光电导线采用全站仪进行导线测量,按规范要求测出联测角、转折角和导线边长,并通过内业计算得出各导线点坐标,作为后续测量工作的依据。在内业计算中,角度闭合差和坐标增量闭合差都不得超过相关规范中一级导线的规定,方可进行闭合差修正。经分析,坐标增量闭合差的改正数算法存在一定问题,因此提出了新的计算方法,进一步提高导线测量结果的精度。     

关于敷设不测连接角的附合导线的一种计算方法

有时导线测量,是在不能测连接角的情况下在两个已知点之间进行。按照如下方案进行数学计算:根据起始边的假定方位角推算其它所有边的假定方位角;依次计算坐标增量及终端己知点的假定坐标;按照起始点的真坐标及假定坐标两次进行反算找出真方位角与假定方位角之差,并提出方位角的改正值;根据方位角的改正值求得导线边的真方位角;在真坐标     

关于辐角改变量算法的两点注记

确定多值函数的单值分支是复分析的教学难点之一,辐角改变量法是解决单值分支问题的主要方法。对于含有z-a的函数的辐角改变量,现行教材多采用平移坐标原点的"间接辐角改变量法"计算;对于含有a-z的函数的辐角改变量,则借助公式Δ_Carg(a-z)=Δ_Carg(z-a)转成"间接辐角改变量法"计算。文章通过构造反例表明,上述算法及公式均存在误区,即在考虑到割线的因素时,上述方法与公式未必成立。同时,分析了"直接辐角改变量法"与"间接辐角改变量法"的本质区别,得到"间接辐角改变量法"及上述公式成立的条件。作为应用,给出不能使用"间接辐角改变量法"计算单值分支的实例。上述注记与实例将有效地克服相关的教学难点。     

对钻孔投影的新认识

本文针对现行钻孔投影解析法存在的问题,提出钻孔投影计算公式与投影计算孔段的结构有关,即孔口位置(是否在勘探线上)、岩层走向及勘探线三者间的相互位置不同,其计算公式也不同。据此,提出了196种孔段平面结构和18种模式的钻孔走向投影水平增量计算系列新公式。将所求孔段的平面结构图同196种结构图对照,找出相似者,其对应公式即所求孔段的水平增量公式。     

汽车前照灯测量误差修正系统的设计与实现

针对被测汽车的停放方位对前照灯水平照射方位角测量结果存在显著影响,提出了基于图像处理技术的汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的修正方法。采用摄像头摄取检测位置汽车停放区域的图像,用OTSU自适应阈值分割算法得到汽车俯视外形轮廓图像,运用逐次逼近法求出汽车摆放偏置角,对检测仪测量结果进行修正,实现测量误差的自动修正。结果表明：该修正方法能有效排除汽车停放方位偏差对测量结果的影响,提高前照灯光束水平照射方位角的检测精度。     

栓钉连接件抗剪承载力可靠度分析

基于《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)(以下简称《公路统一标准》),以试验数据为基础,采用一次二阶矩法(JC法),对《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)中栓钉连接件抗剪承载力计算公式进行了可靠度分析.结果表明,规范公式能满足《公路统一标准》的可靠指标要求,但明显偏于保守.继而对栓钉连接件抗剪承载力计算公式进行可靠度校准,得到了混凝土破坏和栓钉破坏2种破坏形态的抗力分项系数,提出了栓钉连接件抗剪承载力的修正公式.可靠度分析表明:修正公式的可靠指标得到了有效减小,并能满足《公路统一标准》的可靠指标要求;相比较规范公式,混凝土破坏和栓钉破坏时承载力分别提高了4.7%和10.0%.     

纳米测量机工作台导轨高精度误差分离原理

为了高精度分离与修正纳米测量机工作台直线度运动和角运动误差引起的阿贝误差,介绍了一种利用速度瞬时中心进行分离的方法,推导了工作台在任意时刻的速度瞬时中心坐标计算公式,根据该公式计算出由于直线度引起的工作台上任意测量点的坐标测量误差.从原理上设计了直线度误差分离与修正的实验方案,解决了传统阿贝误差分离与修正方法中以旋转中心为工作台中心点、阿贝臂长度计算不准确的问题.     

用逐渐趋近法解后方交会

本文导出用逐渐趋近法解算后方交会中的γ或δ角,及由γ或δ直接计算待定点坐标x_p、y_p的公式,并以极普通的CASIO fx180P计算器为例,说明用程序解算X_p、Y_p的方法,该法省时省力,便于野外当场计算     

透射地震层析成像中射线追踪技术

从射线方程出发,在光学几何近似的条件下,推导出角增量法射线追踪以及快速和精确的射线追踪算法。对于透射地震层析成像中网格单元坐标、射线段长度和走时计算有实际意义     

弹目相对方位的图像与陀螺组合测量方法

针对现有修正弹药中弹目相对方位探测精度较低的不足,该文结合图像敏感器（CCD）和微机电陀螺（MEMS）的特点,设计了利用CCD与MEMS陀螺组合测量弹目相对方位的方法。该方法以弹丸姿态运动方程为基础,根据弹丸全弹道下CCD的成像轨迹和MEMS陀螺测得的弹丸姿态角,计算得到了弹目相对方位参数。计算机仿真和转台试验结果表明,该方法能够较准确地测量弹丸与目标的相对方位,精度可达±0．4°。     

船载卫星天线的方位角计算模型

本文介绍了在倾斜情况下船载卫星天线精确指向卫星的方位角计算方法。通过理论分析对坐标旋转进行坐标变换的方法做了改进,解决了坐标转换不准确的问题,改进后的计算方法获得得天线方位角更准确,在实际卫星天线指向控制中获得了成功的应用。     

测地坐标系中子午线收敛角的直接解式

提出并推导了测地坐标系中一点上子午线收敛角的直接解式 .该解式直接采用该点的测地坐标来求解子午线收敛角 ,从而能方便地将测地坐标系中任一大地线的方向角转换为大地方位角 .数据验证表明 ,舍去高次项后的简易公式也足以满足一定范围内地理信息系统 (GIS)的应用需要     

AutoCAD环境下巷道坐标参数表的自动生成

在巷道掘进设计中,巷道坐标参数表的绘制是耗时较大的环节.传统人工绘制巷道坐标参数表的方法计算和量取的工作量大,而且准确度难以得到保证.从分析巷道坐标参数的传统计算方法入手,针对其中线长、Z坐标计算和方位角量取等繁琐的环节,提出了Auto CAD环境下的自动计算方法.基于以上实现方法,并充分考虑到操作的便捷性,在Auto CAD VBA二次开发平台上编制了FME程序.经过多座矿山的实际应用表明,该程序能够快速、准确地生成巷道坐标参数表,极大地提高掘进设计的效率.     

静电陀螺寻北仪的力学原理

静电陀螺仪是当今世界上精度最高的陀螺仪,研制静电陀螺寻北仪是为了寻求高精度的方位测量仪器。采用静电陀螺仪组成寻北仪可采用以下两种方式：力反馈方式和自由陀螺方式。前者水平方向包含两个力反馈回路,通过测量反馈回路电流得出方位角。后者陀螺自由转动数分钟,通过测量静电陀螺水平轴偏角得出方位角。该文讨论了力反馈方式和自由陀螺方式静电陀螺寻北仪力学原理,其中包括两种方式下坐标变换及获得方位角的算法推导,并得出结论。     

分支井筒稳定的塑性力学模型及分析

针对分支井钻进过程中普遍存在的井壁稳定问题,建立考虑地层、水泥环、套管和支井井筒的分支井稳定性分析三维弹塑性有限元模型。模型中将水泥环、地层和套管分别视为不同的塑性材料,同时通过建立应力各向异性地层中模型转换方法,消除不同支井方位之间的模型误差。通过弹塑性有限元模拟研究支井方位对分支井稳定性的影响。结果表明:方位角小于15°时,地层与水泥环最大等效应力位于主井筒上,有利于分支井井眼稳定;方位角为75°时,等效应力最大值位于分支井井壁上,不利于井壁稳定;从套管侧窗变形的角度来看,分支井方位应尽量靠近水平最大地应力方向;当支井方位角大于30°时,主井眼水泥环的破坏可引起支井钻进问题;在分支井井身结构设计中,采用较小方位角,同时避免采用50°~80°的分支井方位角,以保证水泥环-地层-套管-井筒系统的稳定性和安全性。     

定向井井眼轨迹预测新模型

本文提出用自适应自回归模型预测定向井、水平井井眼轨迹,模型具有所需参数少、预测速度快的特点,经9口实钻丛式井资料验证表明:该方法的精度高,井斜角的平均绝对误差小于0.1°,方位角的平均绝对误差小于0.5°.     

水平井射孔方位检测技术

针对水平井射孔问题，论述了水平井射了孔前准确检验核实射孔方位的必要性，介绍了水平井射孔方位角检测方法、电路原理以及把检测出来的方位信号传输至地面的技术问题．     

磁性套管中磁测斜仪误差建模分析

在利用磁测斜仪测量钻井方位角时,铁磁性套管会对放入其中的测斜仪产生磁屏蔽作用,严重影响了方位角的解算精度。针对该问题,利用ANSYS软件对磁测斜仪环境磁场进行仿真,从而建立磁测斜仪误差模型;并用牛顿迭代法对钻具方位角和套管磁屏蔽系数进行快速解算。最后针对该优化算法的误差校准效果进行数学仿真分析。仿真结果表明,相比于传统解算算法,该方法能够更准确地解算出钻井的方位角。同时,在存在随机白噪声干扰的情况下,当信噪比较低时可以通过多次测量求平均值来减小解算误差。     

定向钻井PDC钻头三维钻速预测方法

综合考虑PDC钻头的切削作用、钻具组合的力学作用和地层岩石可钻性各向异性,根据钻头力平衡原理,建立一种新的PDC钻头三维钻速预测方法。在钻头瞬态力平衡计算中,不仅考虑钻具组合的力学作用,还考虑钻头冠部的侧向不平衡力和保径受力对PDC钻头切削作用的影响。结果表明:井眼轨迹的预测结果与实测结果有较高的吻合度,说明方法合理;根据具体的钻头结构参数和地层可钻性各向异性,通过数值计算可获得钻头的轴向和侧向钻速,不需要取得地层法向钻进效率;在钻头瞬态力平衡计算中,钻头侧向不平衡力过大将增大井眼轨迹控制的难度,对PDC钻头布齿参数的进行优化设计可以减小钻头的侧向不平衡力,进而减小钻头漂移角和工具面变化范围,增强井眼轨迹控制能力。