JJF 2128-2024 船用陀螺罗经校准规范.docx

的庐中华人民共和国国家计量技术规范JJF21282024船用陀螺罗经校准规范Ca1.ibrationSpecificationforMarineGyroCompasses2024-06T4发布2024-12-1秧施国家市场监督管理总局发布JJF21282024船用陀螺罗经校准规范Ca1.ibrationSpecificationforMarineGyrOCompasses归口单位：全国惯性技术计量技术委员会主要起草单位：上海市计量测试技术研究院中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所参加起草单位：中国人民解放军海军九。二工厂上海辉格科技发展有限公司上海泛康船舶电子设备有限公司上海埃威航空电子有限公司本规范由全国惯性技术计量技术委员会负责解释本规范主要起草人，马建敏（上海市计量测试技术研究院）革雪明（中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所）参加g人：董莲（上海市计量测试技术研究院）吴永明（中国人民解放军海军九。二工厂）郭圣楠（上海辉格科技发展有限公司）杨波（上海泛康船舶电子设备有限公司）陈涤非（上海埃威航空电子有限公司）目录I范围(1)2引用文件(1)3概述(1)4计量特性(2)4.1 开机对准时间(2)4.2 静态航向角示值误差(2)4.3 静态航向为示值漂移(2)4.4 动态航向角随动误差(2)4.5 动态真航向角示值漂移(2)4.6 陀螺罗经安装定位误差(2)5校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 主要标准器及配售设备(3)6校准方法(3)6.1 开机对准时间(3)6.2 冷态航向示值误差(3)6.3 静态航向示值漂移(5)6.4 静态航向角随动误差(5)6.5 动态航向角示值漂移(6)6.6 陀螺罗经安装定位误差(6)7校准结果的表达(6)8竟校时间间隔(6)附录A船用陀螺罗经(静态)方位角示值误差测量结果不幽定度评定(7)附录B船体能解线方位角测量(9)附录C岸基方位角基线测量(IO)船用陀螺罗经校准规范1本规范适用于方位角（也称：航向角）测量范闱为0°360。，示值最大允许误差为±0.25°的舰船导航用途的船用陀螺罗经校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1.1.-2011通用计量术语及定义JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则JJF13502012陀螺经纬仪校准规范JJF1675-2017惯性技术计量术语及定义GB/T179432000大地测量天文规范GB/T24955.12010船的和海上技术筋向发送设备（THw）第1部分：陀螺罗经GB?T42176海浪等级GJB1723-93舰船陀螺罗经通用规范凡是注日期的引用文件，仅注H期的版本适用于本规范：凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用了本规范.3雌船用陀螺罗经是一种指示船舶航向和测定船船方位用的精密导航仪器，被广泛地应用在各类舰艇和海洋运输船、港船、海洋工程船和考察船等船的上，既能满足导航的要求，乂能适应其他各种航向信息的装得和系统的要求。陀螺罗经依靠陀螺仪的空间定轴性,借助其控制设备和阻尼设备，能自动指北并精确跟踪地球子午面，并且始终准确地指向地理北极.无论船的航行到哪里，都可以依此确定航向。船用陀螺罗经最初采用的是机械陀螺原理的罗经，随着科学技术进步，发展为电罗经、光纤罗经及激光罗经，体积和质量大为减小，I1.仪器示值误差和示值漂移越来越小，动态性能得到很大提高。仪器典型结构电罗经如图I、光纤罗经如图2所示。图1船用陀螺罗经(E日罗经)图2船用陀螺罗经(光纤罗经)4if*1.4. 1开机对准时间在规定的工作条件下，仪器开机预热，稳定显示方位角，达到正常工作状态所需要的最大时间。对准时间需符合其出厂说明书要求。4.2 静态航向角示值误差仪器示值与标准方位角比较，方位角示值最大允许误差：±0.25%4.3 静态航向角示值濠移在转台静态锁定时，10min内仪器示值漂移的域大允许误差：±0.05o(±31)4.4 动态航向角随动误差在转台回转速度小于10。/S时，仪器示值最大允许误差：±0.5%在回转速度10()s-200s时，仪器示值最大允许误差：±1.5%4.5 动态直航向角示值漂移运动平台模拟5级海况环境输出，当航向角方向转动输出为0时，仪器示值变化量的最大允许误差：±0.08。(±5)。4.6 陀螺罗经安装定位误差船用陀螺罗经安装正北零位最大允许误差：±,注：校准工作不判断合格与否，上述i1.t特性要求仅供参考，船用陀螺罗经安装采用的标准方位角，其量值溯源的两种方法分别见：附录B船体船艇线方位角测量。附录C岸基方位角基线测量。5雌雄5.1 环境条件实验室温度为(20±5)C;相对湿度不大于85%,被检陀螺罗经及其附件应在室内作温度平衡，时间不少于2h:实验现场处于正常地磁环境，基线标定及船体撕理线测量一般处于野外作业，正常天气(非雨雪或其他灾害性天气)。5.2 主要标准器及配套设备主要标准器及配套设备见表1。«1枚戊91目和校准我备序号校准项目校准设备1开机对准时间秒表，日差±0.5s2静态航向用示伯误基转台、经纬仪,方位角基战场，方位角标定测盘结果优于U=O.005。(k=2)3仲态航向角示侑漂移转台最大示值误差±0.01°4动态航向角随动误差速度转台最大示值误差+005%速度转台回转速度小于10(°)s时，仪器示俏最大允许误差：±0.5"在回转速位10(')s20()s时，仪器示值最大允许误差：士5°5动态直航向珀示值漂移六自由度运动平台(或三轴速度转台)，仪器最大允许误差：±0.02*<±i.2,)6陀螺罗经安装定位误差航解线方位球方位角标定测技结果优于1；二0.005°(k=2)6年神检查外观，确定没有影响校准计量特性的因素。6.1 开机对准时间平稳放置陀螺罗经在静止的实验平台上，从通电开机的时间点开始计时，以仪罂方位角显示值稳定输出为截止时间点，即：从输出值漂移到稳定所需要的最大时间。6.2 静态航向示值误差IT纬仪：2光愀准系统：m川陀螺学经：，1-升降回转台：5平行光管静态航向角校准装置是方位角基线场的种实物标准器形式。如图3所示：方位角基线场由仪器回转台和平行光管两部分组成。如图4所示：仪器转台与经纬仪同轴连接，共同组成静态航向角校准回转系统将被校仪器定位夹紧在竖轴转台上，转台顶部同轴联接经纬仪作为方位角瞄准设备，溯源标准器为方位角基线场，方位角基线场数据由天文经纬仪或陀螺经纬仪进行标定。图4静态航向用校准回转系统IT掰仪：2-«!用陀螺罗经I3一升降回转台精确控制转台的微调装置，将转台调整至受校仪器的示值的整数，通过经纬仪前后两次瞄准平行光管，经纬仪转动角度即为实测值。将当地纬度信息输入受校仪器，经过预热过程，待仪器正常工作状态后，读取被校仪器示值与经纬仪实测值进行差值计算，从而得到静态示值误差。测量数据记录见表2。«2态缜向角示值澳叁圮H测Ift位置编号受校仪器示例/0实测值/()静态示例误差)00.000115.000230.OOO345.OOO460.OOO575.000690.OOO7105.000«2*S缜向角示值H记录赛像)测fit位较编号受校仪器示(tt")实测值/0却态示位误差)8120.0009135.00010150.(X)O11165.00012180.00013195.00014210.00015225.00016240.00017255.00018270.00019285.(XX)20300.00021315.00022330.00023345.00024360.000<0.000)睁态示值最大允许误差：±0.25%6.3 静态航向示值漂移锁定转台航向角，每10min观察1次示值漂移员，共1h。记录如表3所示。«3单位：C)观察次数示值X漂移=XmaX-Xmin123156示值漂移技术要求：ZW002°。6.4 静态航向角随动误差将仪器安装在速度转台上，设定回转速度，读取仪器示值变化，作为示值漂移量。设置回转速度小于100/s时，仪器示值最大随动误差：±（）.5oo设巴回转速度10s-2O（）s时，仪器示值最大随动误差：±1.5。6.5 动态航向角示值漂移If1.5六自由度运动平台将被测仪器固定夹索在六轴运动平台（或三轴速度转台）上，六轴运动平台模拟5级海况运动（或三轴速度转口设置横摇和纵摇简谐运动周期为6s-1.5s,最大角度为5°,最大水平加速度为0.22m/s）根据GBrr42176作横摇/纵摇输出。运动平台航向角方向转动输出为。时，仪器示值变化量的最大允许误差：±0.08。（±3）。6.6 陀螺罗经安装定位误差靖解线在船体甲板上，对于轴对称设计的船体，俯娓线与中轴线第合。箱解线测量方法见附件B。给出肺艇线方位角（在船妈上固定状态）的测量数据，将已经安装好的陀螺罗经示值调整到与筋航线方位角数据一致.调整方法一般有两种：a）采用机械微动室顶装置对陀螺罗经外壳螺栓定位进行微调：b）采用软件对示值进行系统误差加常数修正，将示值调整到与船眼线方位角数据相I叽陀螺罗经安装在正北零位校准最大允许误差：WT。7校准结果的表达经校准的船用陀螺罗经发给校准证书。校准证书应给出各校准项目的测量结果及船用陀螺罗经方位示值误差测量结果的扩展不确定度。8震校四间隔在定期进行期间核查的条件下，对陀螺罗经计量特性4.14.5建议笑校时间为1年.对计量特性46安装部分：船艇线、陀螺罗经安装定位误差，岸基方位角基线项目建议纪校时间间隔与船体回船厂（上船坞）维修保养周期致。JjF2I2R-XI24附录船用陀螺罗经(静态)方位角示值误差测量结果不确定度评定A.1测量任务对标称多次定向示值允许误差为±0250°的船用陀螺罗经的示值误差进行校准。A.2测量设备和方法A.2.1测量设需方位角标准墙线场：方位角测量标准偏差0.001°A.2.2测量方法将被校仪器定位夹紧在竖轴转台上，转台顶部同轴联接经纬仪作为方位角瞄准设备,溯源标准器为方位角基线场.精确控制转台的微调装置，将转台调整至受校仪瓶的示值的整数，通过经纬仪前后两次瞄准平行光管，经纬仪转动角度即为实测值，将仪涔示值与实测值遂行差值比较,从而得到静态示值误差。.3测量模型陀螺经玮仪仪器常数计算公式：力儿一二J八(A.1)n式中：仪器示他误差；A：第i次方位角测量值：A-方位角标准值：n一一测域次数(i=1.2,n)°依据不确定度传播公式：u¾)=ciu¾A>+c2uj(A0)(A.2)得：CI=1.c2=-1u2()=,（八）n,+u¾A0)(A.3),根据.0A-,灵敏系数u2()=c1.u2()小UJ(A.),ucj=1"不正确*n应为C2=1,ct=IZn.各U(Aj)=U（八）,考虑为完全正相关，得到叫户中（八）/n1+u2(A0卜A.4标准不确定度评定A.4.1船用陀螺罗经测量更亚性引入的标准不确定度分量U（八）船用陀螺罗经与经纬仪在转台上固定组合，开机预热后开始正常工作.经纬仪里远镜视准轴与方位目标精确瞄准或准直，进行3次寻北读数，获得方位为A;,按极差法得到估计的标准偏差为：JJF212«2024SQ)=式中：C一一极差系数(当测量次数较少,n为3时，C取1.69)。经试验：XnuxxnnnH).(IO2,故：0.002,I.69丽).002,由测量更红性引入的标准不确定度分量u（八）为：U（八）=S(X)=O,OOI20A.4.2方位角标准值标定引入的标准不确定度分量U(AO)方位角标准按照GB/T179432000采用北极星任急时角法建立的一等天文点，其提供的标准方位角标准偏差为0.0003°(1”=0.0003°),则U(Ao)=0.00030.5合成标准不确定度uc=u,（八）÷u,(A,)=(0.0012)j+(0.0003),o0.00120A.6扩展不确定度U=kuc=2×0.1.2o0.0030,k=2JjF2I2R-XI24附录B船体储解线方位角测量以陀螺全站仪作为标准器，对船体船猊线进行方位角测t.船体加斜线方位用测量原理如图B1所示。C图B.1船体船观线方位角测量厚理图全站仪定位于O点，船体优点位于A点，疑点位于B点,窗一矢量方向为真北方向.由全站陀螺仪测出角度角度NAoB和距高0A、距离0B.根据余弦定理：AB=OA+OB-2OAOBcosZAOB得AB柜忠位.又根据正弦定理：OA4Bwin/()HsinAf)B将测得值sin/AOB代入上式，计算出NOBA。/C=ZOBA-ZCOB,而/COB=IHOa-NOA-AOB,应=ZOBA+ZNOA+ZAOB-180i,ZC即为船旗线方位角.注：上述角度/NOA、角度/AOB和距离OA、距点OB都为全站陀端仪空间实测他投影到水平面的换算值。由陀螺经纬仪对方位角施现场进行标定，暴线场方位为标定值蚣大允许误差：土6”。附录C岸基方位角基C.I全站仪观测岸战方位角战线场岸基方位角基线为实物地标标准器,采用全站仪即可将真北方位角由岸基方位角基线传递到船体筋机线。岸基方位角基线场建在船坞边的梗定地基上，确保了方位向数据的长期稳定。岸基方位角基线场是由“基线观测墩-平行光管”组合而成。地基全站仪装夹在基线观测墩的强制归心点上，可观察到平行光管中虚拟无穷远的目标方位靶标0C.2岸基方位角基线场的标定测任天文仪标定岸基方位角基线场如图CI所示。ISC-I天文仪标定岸基方位角基线场将天文经纬仪和计时天文钟作为标准器，依据GB/TI7943-2O.按一等天文测量施测，采用北极星任意时角法测定天文方位角。方位角基线标定测量最大允许误差：±0.5”。IO