專利名稱：低緯子午環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天文測(cè)量設(shè)備，特別是低緯子午環(huán)。
子午環(huán)是準(zhǔn)確測(cè)定天體位置的一種精密天文測(cè)量?jī)x器，用所測(cè)定的天體位置在天球上建立一個(gè)坐標(biāo)系，作為地面點(diǎn)位置測(cè)量和多種天文測(cè)量的參照基準(zhǔn)。1689年丹麥天文學(xué)家羅默發(fā)明了子午環(huán)的雛形，后經(jīng)德國(guó)天文學(xué)家梅耶幫助完善其理論，測(cè)定恒星位置的精度達(dá)到2″，比這之前采用渾儀測(cè)量的精度提高了幾百倍。1839年俄國(guó)天文學(xué)家特魯維在新建的普爾科沃天文臺(tái)建立了絕對(duì)測(cè)定天體位置的原理，并經(jīng)過對(duì)儀器制造逐步地提出嚴(yán)格要求和逐步引進(jìn)輔助設(shè)備和技術(shù)后，測(cè)量精度逐步得到提高，到20世紀(jì)中葉已達(dá)到0.″4。近幾十年來，隨著電子學(xué)等技術(shù)的發(fā)展和記錄方法的更新，測(cè)量精度最高已達(dá)到0.″14，一顆恒星經(jīng)約6次測(cè)量后的平均位置精度達(dá)0.″065。
這樣的測(cè)量精度雖然是許多天文學(xué)家經(jīng)過幾個(gè)世紀(jì)努力的結(jié)果，但仍不能滿足當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的需要，而且很難再有提高，主要有兩個(gè)原因一是斯特魯維的原理是以拱極星在上、下中天時(shí)的測(cè)定為基礎(chǔ)，測(cè)定儀器的方位差和地理緯度，除了因?yàn)橛幸淮涡柙诎滋煊^測(cè)而引起較大的誤差以外，只適用于緯度較高地區(qū)的天文臺(tái)，從19世紀(jì)中葉開始就有不少學(xué)者探討在低緯度地區(qū)的絕對(duì)測(cè)定方法，皆未成功；二是儀器的結(jié)構(gòu)決定了它的一系列誤差的測(cè)定方法的缺陷，包括制造誤差、裝配誤差和外界環(huán)境變化影響的測(cè)定和修正，2小時(shí)測(cè)定一次，中間利用理想條件下假設(shè)的誤差模型取插值正，致使在觀測(cè)結(jié)果中含有多種形式的系統(tǒng)誤差。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)背景技術(shù)中存在的問題，提出在低緯度地區(qū)絕對(duì)測(cè)定天體位置的新型的低緯子午環(huán)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)施的一種低緯子午環(huán)主要包括有鏡筒(1)、儀器底盤(18)及基墩(19)，其特征在于鏡筒(1)和測(cè)微器(3)裝于中間塊(2)的上下側(cè)，并通過兩側(cè)的左右水平軸(4)支于左右叉臂(11)上，兩叉臂與儀器上盤(12)固聯(lián)，上盤(12)與儀器中盤(16)之間是由數(shù)顆鋼球和相對(duì)應(yīng)的窩坑組成的鋼球定位盤(15)，上盤(12)中心與中軸(22)連接，中軸下端置于左右卸荷扛桿(17)上，杠桿均由鉸鏈(21)支承，兩杠桿外端均配有數(shù)量相同的卸荷塊(24)，中盤(16)通過三個(gè)支承(23)支撐在儀器底盤(18)上，儀器底盤安裝在花崗巖基墩(19)上，左水平軸上有一只高度齒輪(7)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，右水平軸上的度盤(5)跟隨軸旋轉(zhuǎn)，左叉臂上的軸準(zhǔn)直器(10)通過45°平面反射鏡(9)與左水平軸內(nèi)的平面鏡(8)組成檢測(cè)系統(tǒng)；電水準(zhǔn)(14)和底盤上的水銀盤(20)組成另一檢測(cè)系統(tǒng)；儀器上盤中央的方位立方反射鏡(13)與儀器外的方位準(zhǔn)直管組成檢測(cè)系統(tǒng)；低緯子午環(huán)在叉臂(11)上設(shè)有由軸準(zhǔn)直器(10)、平面反射鏡(9)及平面鏡(8)組成的樞軸檢測(cè)系統(tǒng)，電水準(zhǔn)(14)和底盤上的水銀盤(20)組成的水平差檢測(cè)系統(tǒng)，儀器上盤(12)中央設(shè)立方反射鏡(13)及方位準(zhǔn)直管組成的方位檢測(cè)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型用于在卯酉方向和子午方向交替觀測(cè)同一顆恒星，絕對(duì)測(cè)定儀器的方位差和瞬時(shí)緯度，實(shí)現(xiàn)對(duì)天體位置的絕對(duì)測(cè)定，不再采用特魯維原理中的拱極星觀測(cè)。本實(shí)用新型不僅適用于低緯度地區(qū)，也適用于緯度較高地區(qū)，而且不必在白天觀測(cè)。本實(shí)用新型采用了測(cè)定儀器誤差的一系列新結(jié)構(gòu)，包括a、測(cè)定望遠(yuǎn)鏡光軸變化的自準(zhǔn)直系統(tǒng)，從根本上解決了背景技術(shù)中的鏡筒彎曲問題，而且首次成功地采用反射望遠(yuǎn)鏡的原理制造子午環(huán)；b、測(cè)定刻度盤對(duì)分劃線改正的固定角距法，比背景技術(shù)中相應(yīng)測(cè)定方法縮短時(shí)間幾十倍，且消除了一些系統(tǒng)誤差的來源；c、用軸準(zhǔn)直器測(cè)定樞軸不圓的影響，與背景技術(shù)相比，使樞軸的加工精度要求降低50倍，測(cè)定修正值的精度提高5倍，而且首次解決了長(zhǎng)期磨損的影響；d、用電水準(zhǔn)器同時(shí)測(cè)定儀器在兩個(gè)方向的水平差，避免了背景技術(shù)中采用的水準(zhǔn)管本身的缺陷，使測(cè)定精度提高約10倍；e、用立方反射鏡和方位準(zhǔn)直管組成方位檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)儀器作90°和180°轉(zhuǎn)置后的定位誤差，并且能對(duì)每顆天體進(jìn)行轉(zhuǎn)軸觀測(cè)，從而能將背景技術(shù)中必須測(cè)定的幾種誤差直接被消去，將另幾種誤差測(cè)定設(shè)備的零點(diǎn)偏差也被消去從而消除了儀器熱變形的影響。這些測(cè)定儀器誤差的新系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)了在每顆天體觀測(cè)時(shí)的誤差實(shí)時(shí)測(cè)定，不必如背景技術(shù)中那樣采用假設(shè)的誤差模型作插值修正，排除了一些系統(tǒng)誤差來源。這些技術(shù)方案的采用，達(dá)到了預(yù)期的目的。與背景技術(shù)相比所具有的有益的效果1、能在低緯度地區(qū)用于絕對(duì)測(cè)定天體的位置，也能用于緯度較高地區(qū)2、提高測(cè)量精度達(dá)0.″11，平均位置精度從背景技術(shù)的0.″065提高到0.″050，特別重要的是消除了系統(tǒng)誤差。本實(shí)用新型是一種高精度、新型低緯子午環(huán)。
附


圖1為低緯子午環(huán)示意圖實(shí)施例鏡筒(1)和測(cè)微器(3)裝于中間塊(2)的上下側(cè)，并通過兩側(cè)的左右水平軸(4)支于左右叉臂(11)上，兩叉臂與儀器上盤(12)固聯(lián)，上盤與儀器中盤(16)之間是由16顆鋼球和相對(duì)應(yīng)的窩坑組成的鋼球定盤(15)，用于對(duì)儀器上部作方位指向定位，并承擔(dān)重量，為了減小鋼球定位盤的壓力，左右卸荷扛桿(17)承擔(dān)了儀器上部的部分重量，與儀器上盤相連的中軸(22)下端放在杠桿內(nèi)端上，杠桿由鉸鏈(21)支承并可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)，各杠桿外端懸掛缷荷塊(24)，使杠桿平衡，當(dāng)去掉或去掉部份卸荷塊杠桿內(nèi)端上翹，分擔(dān)儀器部分重量。儀器中盤通過三個(gè)支承(23)支撐在儀器底盤(18)上，底盤安裝在花崗巖基墩(19)上。左水平軸上有一只高度齒輪(7)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)水平軸使望遠(yuǎn)鏡指向預(yù)期的天頂距，右水平軸上的度盤(5)跟隨著旋轉(zhuǎn)，用讀數(shù)顯微鏡(6)讀取旋轉(zhuǎn)的角度。左叉臂上的軸準(zhǔn)直器(10)通過45°平面反射鏡(9)與左水平軸內(nèi)的平面鏡(8)組成檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)樞軸不圓的影響；電水準(zhǔn)(14)和底盤上的水銀盤(20)組成另一檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)定儀器水平差；儀器上盤中央的方位立方反射鏡(13)與儀器外的方位準(zhǔn)直管組成方位檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)儀器上部方位指向的誤差。
權(quán)利要求1.一種低緯子午環(huán)主要包括有鏡筒(1)、儀器底盤(18)及基墩(19)，其特征在于鏡筒(1)和測(cè)微器(3)裝于中間塊(2)的上下側(cè)，并通過兩側(cè)的左右水平軸(4)支于左右叉臂(11)上，兩叉臂與儀器上盤(12)固聯(lián)，上盤(12)與儀器中盤(16)之間是由數(shù)顆鋼球和相對(duì)應(yīng)的窩坑組成的鋼球定位盤(15)，上盤(12)中心與中軸(22)連接，中軸下端置于左右卸荷扛桿(17)上，杠桿均由鉸鏈(21)支承，兩杠桿外端均配有數(shù)量相同的卸荷塊(24)，中盤(16)通過三個(gè)支承(23)支撐在儀器底盤(18)上，儀器底盤安裝在花崗巖基墩(19)上，左水平軸上有一只高度齒輪(7)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且設(shè)有多組檢測(cè)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的低緯子午環(huán)，其特征在于多組檢測(cè)系統(tǒng)為右水平軸上的度盤(5)跟隨軸旋轉(zhuǎn)，左叉臂上的軸準(zhǔn)直器(10)通過45°平面反射鏡(9)與左水平軸內(nèi)的平面鏡(8)組成檢測(cè)系統(tǒng)；電水準(zhǔn)(14)和底盤上的水銀盤(20)組成另一檢測(cè)系統(tǒng)；儀器上盤中央的方位立方反射鏡(13)與儀器外的方位準(zhǔn)直管組成檢測(cè)系統(tǒng)；低緯子午環(huán)在叉臂(11)上設(shè)有由軸準(zhǔn)直器(10)、平面反射鏡(9)及平面鏡(8)組成的樞軸檢測(cè)系統(tǒng)，電水準(zhǔn)(14)和底盤上的水銀盤(20)組成的水平差檢測(cè)系統(tǒng)，儀器上盤(12)中央設(shè)立方反射鏡(13)及方位準(zhǔn)直管組成的方位檢測(cè)系統(tǒng)。
專利摘要低緯子午環(huán)主要包括有鏡筒、儀器底盤及基墩,其特征在于鏡筒和測(cè)微器裝于中間塊上,并支于叉臂上,兩叉臂與儀器上盤固聯(lián),上盤與儀器中盤之間是鋼球定位盤,上盤中心與中軸連接,中軸下端置于扛桿上,杠桿均由鉸鏈支承,兩杠桿外端均配有卸荷塊,中盤支撐在儀器底盤上,儀器底盤安裝在基墩上,設(shè)有多組檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型能在低緯度地區(qū)用于絕對(duì)測(cè)定天體的位置,也能用于緯度較高地區(qū),能有效消除系統(tǒng)誤差,測(cè)量精度高,是一種新型低緯子午環(huán)。
文檔編號(hào)G09B27/00GK2503555SQ0124780
公開日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2001年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月30日
發(fā)明者冒蔚, 陳林飛, 王曉彬, 鐵瓊仙, 楊磊, 李彬華, 張周生, 彭青玉, 談志祥, 朱能鴻, 王蘭娟, 柴肇榮, 俞振耀, 畢鎮(zhèn)榮, 朱振宇, 唐宏武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)