專利名稱：一種恒星時(shí)估算器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種恒星時(shí)估算器械技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型是一種恒星時(shí)估算器械，適用于天文觀測和天體物理研究過程中，對地球上某一經(jīng)度，一年中某一天的某時(shí)刻當(dāng)?shù)睾阈菚r(shí)進(jìn)行估算。
背景技術(shù)：
[0002]在天文學(xué)觀測中，恒星時(shí)是一很重要的量，它反映了某地、某時(shí)間點(diǎn)天球所處的位置。在天文觀測中對恒星時(shí)的計(jì)算目前主要有如下方法[0003](1)利用電子技術(shù)或計(jì)算機(jī)技術(shù)，他們的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算精確。但是儀器設(shè)備一般體積較大且易受到周圍硬件、軟件等條件的制約(例如天文選址過程中電力、計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等因素)；現(xiàn)有的利用電子技術(shù)或計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算恒星時(shí)的方法，都是即時(shí)顯示當(dāng)前恒星時(shí)或?qū)δ骋粫r(shí)間點(diǎn)的恒星時(shí)進(jìn)行計(jì)算，對一天內(nèi)恒星時(shí)同當(dāng)?shù)貢r(shí)間的對應(yīng)關(guān)系沒有一個(gè)直觀的體現(xiàn)。[0004](2)天文工作者憑經(jīng)驗(yàn)估算，它的優(yōu)點(diǎn)是不受周圍硬件、軟件等條件影響。但人為因素影響較大，靠經(jīng)驗(yàn)估算出的恒星時(shí)誤差較大。恒星時(shí)主要由當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度、時(shí)區(qū)、日期、 時(shí)間等決定，運(yùn)算較繁瑣，而優(yōu)良的天文觀測臺址多坐落在海拔3000米以上較高的高原， 天文工作者在高海拔缺氧的條件下經(jīng)常出現(xiàn)低級的計(jì)算錯(cuò)誤。發(fā)明內(nèi)容[0005]為了解決上面提到的問題，本實(shí)用新型提供了一種新的恒星時(shí)估算器械，通過操作器械的過程對恒星時(shí)進(jìn)行估算，避免了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下[0007]在秋分日，太陽位于天球的秋分點(diǎn)，恒星時(shí)與太陽時(shí)相同。隨著日期的變化，恒星時(shí)相對于太陽時(shí)每天提前約04/365)小時(shí)。因此，恒星時(shí)[0008]LST ^ t-tz+[l/(15° /h)] +(D-D0) X (24h/365d) (I)[0009]式中，t為當(dāng)?shù)貢r(shí)間；tz為當(dāng)?shù)貢r(shí)間的時(shí)區(qū)，以0時(shí)區(qū)向東為正，向西為負(fù)；1為當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度，以東經(jīng)為正，西經(jīng)為負(fù)；D為日期；d和h分別為單位‘天’和‘小時(shí)’；常量Dtl為秋分日日期；(D-Dtl)以天為單位，由于本方法為恒星時(shí)的估算方法，Dtl統(tǒng)一取9月23日。[0010]上式‘ ，右邊為四部分之和當(dāng)?shù)貢r(shí)間t、時(shí)區(qū)-tz、經(jīng)度1/(15° /h)、日期 (D-D0) X24h/365d,由于這四個(gè)量都具有周期性且它們的變化對恒星時(shí)的影響也具有周期性，因此可以通過轉(zhuǎn)動圓盤刻度來實(shí)現(xiàn)上式右邊四部分求和運(yùn)算；經(jīng)度、日期部分的乘、除法運(yùn)算通過圓盤刻度比例來體現(xiàn)。這樣，完全避免了加、減、乘、除運(yùn)算。[0011]本實(shí)用新型的儀器主要由下盤、中盤和上盤三個(gè)部分組成，三個(gè)盤圓心重合在轉(zhuǎn)軸上，由轉(zhuǎn)軸連接，中盤和上盤可分別繞轉(zhuǎn)軸獨(dú)自轉(zhuǎn)動。[0012]圓環(huán)形的下盤上有圓形刻度將圓等分為288份，每份刻度代表時(shí)間為5分鐘。該刻度既是恒星時(shí)刻度又是時(shí)區(qū)刻度標(biāo)記。[0013]圓環(huán)形的中盤位于下盤之上，中盤的內(nèi)、外邊緣分別有刻度，內(nèi)邊緣刻度為地理經(jīng)度，該刻度將圓等分為360份，每份刻度代表1度。外邊緣刻度為當(dāng)?shù)貢r(shí)間，該刻度將圓等分為288份，每份刻度代表時(shí)間為5分鐘，根據(jù)不同的用法，外邊緣刻度可為世界時(shí)或太陽時(shí)，地理經(jīng)度的0°刻度與當(dāng)?shù)貢r(shí)間的0時(shí)0分刻度互相對應(yīng)。[0014]上盤為一圓，位于中盤之上，上盤的邊緣為一年的日期刻度，該刻度將圓等分為 365份，每份代表1天，遇閏年2月四日可視為3月1日。為便于使用，用標(biāo)記將秋分日9 月23日的刻度標(biāo)出。[0015]本實(shí)用新型的估算過程中按如下步驟操作器械[0016](1)將中盤的Oh轉(zhuǎn)至下盤的時(shí)區(qū)刻度處，中盤相對底盤轉(zhuǎn)動的過程便實(shí)現(xiàn)了對時(shí)區(qū)部分_tz的求和運(yùn)算。[0017](2)保持中盤不動，將上盤的秋分日轉(zhuǎn)至當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度1，上盤相對中盤轉(zhuǎn)動的過程實(shí)現(xiàn)了對經(jīng)度部分1/(15° /h)的求和運(yùn)算。[0018](3)固定上盤不動，將中盤Oh刻度，也是經(jīng)度0°刻度，轉(zhuǎn)至所要估算的日期D的刻度，中盤相對上盤的轉(zhuǎn)動過程實(shí)現(xiàn)了對日期部分(D-Dtl) X24h/365d的求和運(yùn)算。[0019](4)最后從中盤外邊緣，找到所要估算的當(dāng)?shù)貢r(shí)間t的刻度。這一刻度所對應(yīng)的下盤上的時(shí)間刻度，即為所估算的恒星時(shí)。由于所估算時(shí)間t刻度與Oh刻度在圓盤上有一夾角，所以該夾角即實(shí)現(xiàn)了對時(shí)間t的求和運(yùn)算。[0020]至此，利用圓盤刻度的轉(zhuǎn)動，完整、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了對(I)式四部分的求和運(yùn)算，估算出了恒星時(shí)。[0021]在(1)式中t_tz為世界時(shí)，如果已知世界時(shí)估算恒星時(shí)，可省去對_tz求和過程中的中盤轉(zhuǎn)動；t-tz+[l/(15° /h)]為太陽時(shí)，如果已知太陽時(shí)估算恒星時(shí)，則可省去對_tz及1/(15° /h)兩部分求和過程中的中盤及上盤的轉(zhuǎn)動。[0022]本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)[0023](1)使用方便、簡單、相比經(jīng)驗(yàn)估算更加準(zhǔn)確、精度高；[0024](2)結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、便于攜帶；[0025](3)不受周圍軟件、硬件的影響；[0026](4)形象、直觀，不僅可計(jì)算出某一時(shí)刻的恒星時(shí)，而且對一天內(nèi)恒星時(shí)同當(dāng)?shù)貢r(shí)間、或世界時(shí)、或太陽時(shí)之間的對應(yīng)關(guān)系也有一個(gè)直觀的反映。


[0027]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。[0028]圖2是下盤的俯視圖。[0029]圖3中盤的俯視圖。[0030]圖4是上盤的俯視圖。[0031]圖1-4中標(biāo)號1為下盤；2為中盤；3為上盤。
具體實(shí)施方式
[0032]實(shí)施例1 當(dāng)?shù)貢r(shí)間轉(zhuǎn)恒星時(shí)[0033](1)將中盤的Oh轉(zhuǎn)至下盤本地時(shí)間的時(shí)區(qū)刻度。[0034](2)中盤不動，將上盤的秋分日轉(zhuǎn)至當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度。[0035](3)固定上盤不動，將中盤0°位置轉(zhuǎn)至所要估算的日期刻度上。[0036](4)最后從中盤外邊緣，找到所估算的當(dāng)?shù)貢r(shí)間的刻度。這一刻度所對應(yīng)的下盤上時(shí)間刻度，即為所估算的恒星時(shí)。[0037]以中國科學(xué)院云南天文臺麗江天文觀測站為例，估算該站點(diǎn)在10月1日北京時(shí)間2 2點(diǎn)整的恒星時(shí)。北京時(shí)間為東八區(qū)時(shí)間，即UT+8，麗江天文觀測站經(jīng)度為E 100° 01，51”。[0038]首先，轉(zhuǎn)動中盤，將中盤Oh轉(zhuǎn)至UT+8。[0039]然后，中盤不動，將上盤秋分日轉(zhuǎn)至中盤的E100°。[0040]接著，固定上盤不動，將中盤0°位置轉(zhuǎn)至10月1日的日期刻度上。[0041]最后，中盤外邊緣2 刻度所對應(yīng)下盤的刻度，便是所要估算的恒星時(shí)。[0042]實(shí)施例2 世界時(shí)轉(zhuǎn)恒星時(shí)[0043]與“實(shí)施例1”的過程相比較，只是在(1)步將中盤的Oh轉(zhuǎn)至下盤上刻度的0h，即 UT刻度處。其它步驟與“實(shí)施例1”完全相同。最后，得到中盤外邊緣與下盤的時(shí)間對應(yīng)關(guān)系，則為世界時(shí)與時(shí)恒星的對應(yīng)關(guān)系。[0044]實(shí)施例3 當(dāng)?shù)靥枙r(shí)轉(zhuǎn)恒星時(shí)[0045](1)將中盤Oh轉(zhuǎn)至下盤的Oh刻度處。[0046](2)固定中盤不動，將上盤的秋分日轉(zhuǎn)至中盤的0°。(1)、(2)兩步是為了借助中盤上兩刻度的對應(yīng)關(guān)系使上盤秋分日對準(zhǔn)下盤的Oh刻度。[0047](3)固定上盤不動，中盤轉(zhuǎn)至所要估算的日期刻度上。[0048](4)中盤外邊緣為太陽時(shí)，與之對應(yīng)的刻度則為恒星時(shí)。[0049]實(shí)施例4 已知當(dāng)?shù)貢r(shí)間或世界時(shí)或太陽時(shí)某時(shí)刻t的恒星時(shí)為LST，求當(dāng)天其他時(shí)刻t’的恒星時(shí)[0050]將中盤的t時(shí)刻刻度對準(zhǔn)下盤上的LST的刻度。然后讀出中盤t’刻度對應(yīng)的底盤上的恒星時(shí)刻度。
權(quán)利要求1. 一種恒星時(shí)估算器械，恒星時(shí) LST t-tz+[1/(15° /h)] +(D-D0) X (Mh/365d)，式中，t為當(dāng)?shù)貢r(shí)間；tz為當(dāng)?shù)貢r(shí)間的時(shí)區(qū)，以0時(shí)區(qū)向東為正，向西為負(fù)；1為當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度， 以東經(jīng)為正，西經(jīng)為負(fù)；D為日期；d和h分別為單位‘天’和‘小時(shí)’；常量Dtl為秋分日日期， 取9月23日；(D-Dtl)以天為單位，其特征在于采用由下盤、中盤和上盤組成的器械進(jìn)行估算，三個(gè)盤由轉(zhuǎn)軸連接且圓心重合在轉(zhuǎn)軸上，中盤和上盤分別繞轉(zhuǎn)軸獨(dú)自轉(zhuǎn)動，圓環(huán)形的下盤上有圓形刻度將圓等分為288份，每份刻度代表時(shí)間為5分鐘，該刻度既是恒星時(shí)刻度又是時(shí)區(qū)刻度標(biāo)記；圓環(huán)形的中盤位于下盤之上，中盤的內(nèi)、外邊緣分別有刻度，內(nèi)邊緣刻度為地理經(jīng)度， 該刻度將圓等分為360份，每份刻度代表1度；外邊緣刻度為當(dāng)?shù)貢r(shí)間，該刻度將圓等分為 288份，每份刻度代表時(shí)間為5分鐘，地理經(jīng)度的0°刻度與當(dāng)?shù)貢r(shí)間的0時(shí)0分刻度互相對應(yīng)；所述中盤的外邊緣刻度也可為世界時(shí)或太陽時(shí)；上盤位于中盤之上，上盤的邊緣為一年的日期刻度，該刻度將圓等分為365份，每份代表1天，遇閏年2月四日視為3月1日。
專利摘要一種恒星時(shí)估算器械，適用于天文觀測和天體物理研究過程中，對地球上某一經(jīng)度，一年中某一天的某時(shí)刻當(dāng)?shù)睾阈菚r(shí)進(jìn)行估算。采用由下盤、中盤和上盤組成的器械進(jìn)行估算，三個(gè)盤由轉(zhuǎn)軸連接且圓心重合在轉(zhuǎn)軸上，中盤和上盤分別繞轉(zhuǎn)軸獨(dú)自轉(zhuǎn)動，圓環(huán)形的下盤上有圓形刻度將圓等分為288份，每份刻度代表時(shí)間為5分鐘，該刻度既是恒星時(shí)刻度又是時(shí)區(qū)刻度標(biāo)記；通過轉(zhuǎn)動圓盤刻度來實(shí)現(xiàn)恒星時(shí)的估算，不僅可計(jì)算出某一時(shí)刻的恒星時(shí)，而且對一天內(nèi)恒星時(shí)同當(dāng)?shù)貢r(shí)間、或世界時(shí)、或太陽時(shí)之間的對應(yīng)關(guān)系也有一個(gè)直觀的反映。
文檔編號G04B19/22GK202331029SQ20112039403
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月16日
發(fā)明者李少昆 申請人:中國科學(xué)院云南天文臺