论文总字数：22807字

摘 要

罗经是船舶安全航行必不可少的设备之一，是用于海上测向定位的仪器。经过长久的发展，船用罗经已经从古代的磁罗盘发展为今天更为精确，更为便捷和更为先进的罗经设备。安许茨陀螺罗经就是现代罗经的典型代表之一。安许茨陀螺罗经是一种不依赖地磁而能够准确指示地理真北的电罗经，因其优越的性能被广泛地应用于航海领域。在航行过程中，安许茨罗经的正确使用，以及日常的检查和维护保养对船舶安全航行非常重要。

论文在分析安许茨罗经的组成结构和工作原理的基础上，通过观测和记录实验室陀螺罗经设备的启动过程，然后从中提取航向数据变化，对数据进行处理，绘制出安许茨罗经的启动阻尼曲线，再针对阻尼曲线进行分析，从而探讨安许茨罗经的工作性能，最后针对安许茨罗经可能存在的问题提出一些对策或者建议，包括安许茨罗经性能的检验，基本的维修与日常的保养等。

关键词：安许茨罗经；指北找北原理；阻尼曲线

Abstract

The compass is one of the essential equipments for the safe navigation of ships, and it is an instrument for the direction finding and positioning at sea. After a long period of development, the marine compass has been developed from the ancient magnetic compass to today's more accurate, more convenient and more advanced compass equipment. The Anschutz gyrocompass is one of the typical representatives of modern gyrocompass. The Anschutz gyrocompass is a kind of electrocompass that can accurately indicate geographical true north without relying on geomagnetism. During the course of navigation, the proper use of the Anschutz gyrocompass, as well as routine inspection and maintenance, is very important for the safe navigation of the ship.

Analysis of Anschutz gyrocompass On the basis of the structure and working principle of the compass, we can observe and record the start-up process of the gyrocompass equipment in the laboratory, then extract the course data from it, process the data, draw the start-up damping curve and analyze the damping curve.Then the damping curve is analyzed to discuss the working performance of the Anschutz compass. Finally, some countermeasures or suggestions are put forward for the possible problems of the Anschutz compass, including the performance inspection, basic maintenance and daily maintenance ,etc.

Key Words：Anschutz compass；North search principle；damping curve

T

目 录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 2

1.3 国内外研究现状 2

1.4 研究内容、研究方法和技术路线 3

1.4.1 研究内容 3

1.4.2 研究方法 4

1.4.3 技术路线 4

第2章 安许茨陀螺罗经的指北原理分析 6

2.1 安许茨罗经的基本组成 6

2.1.1 指北系统 6

2.1.2 随动系统 7

2.1.3 传向系统 8

2.1.4 温度控制系统 8

2.1.5 电源系统 9

2.2 安许茨罗经的指北原理 9

第3章 安许茨罗经的使用及检查方法 14

3.1 安许茨罗经的使用 14

3.1.1 安许茨标准4型陀螺罗经的使用 14

3.1.2 安许茨标准20型陀螺罗经的使用 14

3.2 安许茨罗经的检查方法 17

第4章 安许茨罗经的性能分析 18

4.1 安许茨罗经的启动过程观测 18

4.2 安许茨罗经的启动航向数据 20

4.3 安许茨罗经的启动阻尼曲线分析 21

4.4 安许茨罗经的性能分析 23

4.5 安许茨罗经存在的问题提出对策或建议（安许茨罗经的保养） 23

第5章 总结与展望 27

5.1 研究结论 27

5.2 研究展望 27

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 研究背景

在早期的航海时代中，人类在海上航行时，采用磁罗盘来指示船舶航向和观测物标方位。中国古代四大发明之一，起源于汉朝的指南针（司南）就是磁罗经的前身，它利用罗盘上的天干地支来表示二十四个方向，每一个方位相当于今天360°罗经的15°^[1]。磁罗经是借助于地磁力而制造出来的指向仪器，磁罗经的发明及应用不仅扩大了航海的范围，也推动了全世界的航海发展进程。到了十九世纪后期，由于工业革命以及造船技术的发展，出现了更加坚固可靠的钢制轮船，钢制轮船开始逐渐取代木质轮船^[2]。钢制轮船本身自带船磁，所以使得本身精度就不是特别高的磁罗经指向，更加受到了影响。在钢制轮船上，磁罗经指针是指向船磁力与地磁力的合力方向而不是指示地理真北，所以磁罗经的精度非常有限，当到达极地地区时磁罗经将无法继续使用。因此，人们需要制造出另一种不受磁场影响的罗经设备，以满足航海事业发展的需求，所以，陀螺罗经应运而生。

陀螺罗经是一种不依赖地磁而能准确指示地理真北的仪器。它的主要工作原理是将陀螺仪的特性和地球的自转运动巧妙的结合起来，使其能够自动寻找地理真北，最后使陀螺仪旋转轴稳定在子午面内，稳定指示地理真北^[3]。陀螺罗经自诞生以来，迄今为止已经生产了近百个型号，按其主要结构可将陀螺罗经分为三大类型，分别是：安许茨罗经、斯伯力罗经、阿玛-勃朗系列罗经。1908年德国人Anschutz^[4]，发明了世界上第一款具有实用价值的陀螺罗经，这是一种利用陀螺仪的定轴性和进动性，对其施加控制力矩和阻尼力矩，使得陀螺仪主轴自动找北并稳定指北的仪器；1909年美国人Sperry，独立研制出了世界上第二种实用的陀螺罗经，并针对不同船型制作了不同类型的陀螺罗经；英国人布朗与勃里在1912年发明了世界上第三种具有实用价值的陀螺罗经。由于这些仪器具有不受磁场影响，指向精度高，使用寿命长等优点，被广泛的应用于航运，军舰等领域，陀螺罗经的诞生开启了船舶导航的新篇章。

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