專利名稱：低緯子午環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種天文測量設(shè)備，特別是低緯子午環(huán)。
子午環(huán)是準確測定天體位置的一種精密天文測量儀器，用所測定的天體位置在天球上建立一個坐標系，作為地面點位置測量和多種天文測量的參照基準。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)德國天文學(xué)家梅耶幫助完善其理論，測定恒星位置的精度達到2″，比這之前采用渾儀測量的精度提高了幾百倍。1839年俄國天文學(xué)家特魯維在新建的普爾科沃天文臺建立了絕對測定天體位置的原理，并經(jīng)過對儀器制造逐步地提出嚴格要求和逐步引進輔助設(shè)備和技術(shù)后，測量精度逐步得到提高，到20世紀中葉已達到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，測量精度最高已達到0.″14，一顆恒星經(jīng)約6次測量后的平均位置精度達0.″065。
這樣的測量精度雖然是許多天文學(xué)家經(jīng)過幾個世紀努力的結(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，主要有兩個原因一是斯特魯維的原理是以拱極星在上、下中天時的測定為基礎(chǔ)，測定儀器的方位差和地理緯度，除了因為有一次需在白天觀測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，從19世紀中葉開始就有不少學(xué)者探討在低緯度地區(qū)的絕對測定方法，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)境變化影響的測定和修正，2小時測定一次，中間利用理想條件下假設(shè)的誤差模型取插值正，致使在觀測結(jié)果中含有多種形式的系統(tǒng)誤差。
本實用新型的目的在于針對背景技術(shù)中存在的問題，提出在低緯度地區(qū)絕對測定天體位置的新型的低緯子午環(huán)。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實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)，由電機驅(qū)動，右水平軸上的度盤(5)跟隨軸旋轉(zhuǎn)，左叉臂上的軸準直器(10)通過45°平面反射鏡(9)與左水平軸內(nèi)的平面鏡(8)組成檢測系統(tǒng)；電水準(14)和底盤上的水銀盤(20)組成另一檢測系統(tǒng)；儀器上盤中央的方位立方反射鏡(13)與儀器外的方位準直管組成檢測系統(tǒng)；低緯子午環(huán)在叉臂(11)上設(shè)有由軸準直器(10)、平面反射鏡(9)及平面鏡(8)組成的樞軸檢測系統(tǒng)，電水準(14)和底盤上的水銀盤(20)組成的水平差檢測系統(tǒng)，儀器上盤(12)中央設(shè)立方反射鏡(13)及方位準直管組成的方位檢測系統(tǒng)。
本實用新型用于在卯酉方向和子午方向交替觀測同一顆恒星，絕對測定儀器的方位差和瞬時緯度，實現(xiàn)對天體位置的絕對測定，不再采用特魯維原理中的拱極星觀測。本實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。本實用新型采用了測定儀器誤差的一系列新結(jié)構(gòu)，包括a、測定望遠鏡光軸變化的自準直系統(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鏡的原理制造子午環(huán)；b、測定刻度盤對分劃線改正的固定角距法，比背景技術(shù)中相應(yīng)測定方法縮短時間幾十倍，且消除了一些系統(tǒng)誤差的來源；c、用軸準直器測定樞軸不圓的影響，與背景技術(shù)相比，使樞軸的加工精度要求降低50倍，測定修正值的精度提高5倍，而且首次解決了長期磨損的影響；d、用電水準器同時測定儀器在兩個方向的水平差，避免了背景技術(shù)中采用的水準管本身的缺陷，使測定精度提高約10倍；e、用立方反射鏡和方位準直管組成方位檢測系統(tǒng)，檢測儀器作90°和180°轉(zhuǎn)置后的定位誤差，并且能對每顆天體進行轉(zhuǎn)軸觀測，從而能將背景技術(shù)中必須測定的幾種誤差直接被消去，將另幾種誤差測定設(shè)備的零點偏差也被消去從而消除了儀器熱變形的影響。這些測定儀器誤差的新系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了在每顆天體觀測時的誤差實時測定，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)用于絕對測定天體的位置，也能用于緯度較高地區(qū)2、提高測量精度達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)示意圖實施例鏡筒(1)和測微器(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顆鋼球和相對應(yīng)的窩坑組成的鋼球定盤(15)，用于對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，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)，由電機驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)水平軸使望遠鏡指向預(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)組成檢測系統(tǒng)，檢測樞軸不圓的影響；電水準(14)和底盤上的水銀盤(20)組成另一檢測系統(tǒng)，測定儀器水平差；儀器上盤中央的方位立方反射鏡(13)與儀器外的方位準直管組成方位檢測系統(tǒng)，用于檢測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)，由電機驅(qū)動，且設(shè)有多組檢測系統(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)組成檢測系統(tǒng)；電水準(14)和底盤上的水銀盤(20)組成另一檢測系統(tǒng)；儀器上盤中央的方位立方反射鏡(13)與儀器外的方位準直管組成檢測系統(tǒng)；低緯子午環(huán)在叉臂(11)上設(shè)有由軸準直器(10)、平面反射鏡(9)及平面鏡(8)組成的樞軸檢測系統(tǒng)，電水準(14)和底盤上的水銀盤(20)組成的水平差檢測系統(tǒng)，儀器上盤(12)中央設(shè)立方反射鏡(13)及方位準直管組成的方位檢測系統(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)有多組檢測系統(tǒng)。本實用新型能在低緯度地區(qū)用于絕對測定天體的位置,也能用于緯度較高地區(qū),能有效消除系統(tǒng)誤差,測量精度高,是一種新型低緯子午環(huán)。
文檔編號G09B27/00GK2503555SQ0124780
公開日2002年7月31日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院云南天文臺