隧道尽头的光

在全球范围内，正在建造越来越多的隧道（较长的隧道）。目前，世界上最长的隧道是瑞士的57公里（35英里）长的Gotthard基地隧道，但这可能会改变在计划的123公里（76英里）的海上隧道之间建造中国城市大连和烟台。每个隧道项目都是百万美元的投资，隧道测量所需的准确性持续增加。当预期火车以高达300 kph（186英里/小时）的速度进行行进时，必须保持最大精度的计划隧道轴。在地下水中的隧道施工之类的情况下，如汉堡的先行隧道，巨型隧道镗床必须在完成时以厘米精确度被驱逐成特殊的水法式目标结构。标题中最小的定向误差可能导致在努力工作时的关键项目时会导致相当大的技术问题和金融风险。

隧道测量师在确保隧道的突破在指定的目标点处出现至关重要的作用。挑战是指导隧道的两侧朝着正确的方向。定向传输的测量使用细长的横向线发生，其只能连接到隧道入口处的已知点的控制网络。没有办法检查隧道的前端的前端的方向精度。随着隧道长度的增加，配置适当的隧道方向的正确性两端导致相当大的风险和不确定性。

艰苦条件下的测量
许多隧道管有入口起动竖井。从这些开始的竖井，定点坐标被转移到隧道的水平，这样隧道就可以正确地钻孔并导向它的目标，这是前进隧道的另一端。这个过程被称为管道，当在如此小而狭窄的竖井中传递固定参考点时，总是会涉及到风险因素。如果测量的数据哪怕有一毫米的误差，这种误差就会加剧，并导致隧道的许多曲线及其方向的横向穿越线出现相当大的偏差。

隧道内的测量风险发生在视线改变和受到温差、湿度或灰尘等折射影响时。这使得测量角度和可靠的测量变得困难，误差也不可避免。这一点更加适用，因为在大多数隧道中，由于后勤方面的原因，测量点不能设在隧道中心，因此必须设在隧道壁上。瞄准靠近墙壁会进一步增加折射的风险。具有大量(和紧密)弯道的隧道也需要最大的精度。

随着隧道长度的增加，管道和折射的误差可以加到多达多米，在所需位置处取得突破。然后在这种情况下通常需要大量的额外工作。

解决方案是“玩具”
以前，矿工和隧道建设者用指南针解决了这个问题。然而，在今天的现代隧道中，由于使用了大量的钢铁，这是不可能的。使用陀螺仪解决这一问题的初步进展出现在20世纪50年代早期。

在玩纺纱顶部时，大家对每个人都熟悉童年时代的陀螺仪。例如，我们不断使用我们日常生活中的预测的潜在的物理原则，例如，当我们在骑行时脱离自行车的把手并继续直接似乎是魔术。

进动是转动物体(陀螺仪)在外力施加扭矩时轴的方向变化。如果将这样一个陀螺仪安装在一个测量装置中，并在地球上的某个地方放置一段时间，在这段时间内，地球的重力将作为外力作用在这个陀螺仪上。陀螺仪试图抵消这个外力并保持在原来的位置。如果它能够测量这些值，这样的陀螺仪就可以用来确定地轴(地图上的北)的方向。

作者:Norbert Benecke, Volker Schäpe和Volker Schultheiss