專利名稱：多功能天文經(jīng)緯儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天體測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于天體測量的經(jīng)緯儀。
背景技術(shù)：
在光學天體測量儀器中，子午環(huán)用于測定恒星坐標，在天球上建立參考系。中星儀、棱鏡等高儀、光電等高儀、照相天頂筒和天頂儀等用于測定世界時或極移，為科學研究和國防建設(shè)提供地球自轉(zhuǎn)參數(shù)。它們都以鉛垂線或水銀面為基準，通過天體位置的測定，得到所要的測量結(jié)果。國外子午環(huán)是專用于測定恒星位置、建立天球參考系的天文儀器，這種儀器由丹 麥天文學家羅默于1689年發(fā)明，后經(jīng)德國天文學家梅耶幫助完善其理論測定恒星位置的精度達到2角秒。1839年俄國天文學家斯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)過對儀器制造逐步提出嚴格的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O. 4角秒。原來的子午環(huán)是口徑15 20厘米、焦距2. O 2. 5米的折射望遠鏡，通過鏡筒中段左右水平軸軸端的樞軸，支承在兩旁基墩上的V型槽內(nèi)，水平軸上緊貼鏡筒處裝有垂直度盤。該儀器體積較大，使用光學度盤作為測角基準，加工精度要求非常高，進行目視觀測。而且原觀測方法只能在高緯度地區(qū)實施觀測。20世紀末，云南天文臺成功研制了低緯子午環(huán)，采用獨創(chuàng)的觀測原理與方法，實現(xiàn)了在低緯度地區(qū)對天體位置的絕對測定。低緯子午環(huán)采用反射式望遠鏡，使用光學度盤作為角度測量的主要基準，利用線陣CCD作為光電測量元件，仍然使用了樞軸，采用齒輪傳動機構(gòu)。由于低緯子午環(huán)使用光學度盤測量角度，其水平軸軸線的擺動采用了軸準直系統(tǒng)來測量，軸準直系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，數(shù)據(jù)處理周期長。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有低緯子午環(huán)中用于測量高度軸軸線擺動的軸準直系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、數(shù)據(jù)處理周期長的問題，本發(fā)明提供一種多功能天文經(jīng)緯儀，其技術(shù)方案如下多功能天文經(jīng)緯儀，包括經(jīng)緯座和安裝在經(jīng)緯座上的反射望遠鏡；所述反射望遠鏡安裝在經(jīng)緯座的左水平軸和右水平軸之間的中間塊上，左水平軸和右水平軸的軸頭分別安裝在上盤上的左叉臂和右叉臂上，上盤套裝在中盤上的方位軸上，方位軸的軸端上安裝有方位碼盤，上盤和中盤之間安裝有平面軸承，中盤安裝在底盤上的支承座上，底盤安裝在基墩上；所述左水平軸或右水平軸上靠近中間塊處安裝有垂直蝸輪，垂直蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿經(jīng)傳動系統(tǒng)與伺服電機連接；所述反射望遠鏡的后端安裝有帶CXD照相機的測微儀；所述左水平軸和右水平軸的軸頭呈圓柱形，分別安裝在左叉臂和右叉臂上設(shè)置的深溝球軸承上；所述左水平軸上設(shè)置有一號碼盤，右水平軸上設(shè)置有二號碼盤，所述一號碼盤和二號碼盤均為環(huán)形光柵角度編碼器；在位于一號碼盤外側(cè)的左叉臂上設(shè)置兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，按順時針排列分別為讀數(shù)頭Ap B1, C1, D1，其中讀數(shù)頭A1位于豎 直方向的頂部，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°，讀數(shù)頭A1A1呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭BpD1呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭Ap C1的連線與讀數(shù)*B1、D1的連線呈正交；在位于二號碼盤外側(cè)的右叉臂上設(shè)置兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，按順時針排列分別為讀數(shù)頭A2、B2, C2、D2，其中讀數(shù)頭A2位于豎直方向的頂部，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°，讀數(shù)頭A2、C2呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭B2、D2呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭A2、C2的連線與讀數(shù)頭民、02的連線呈正交。使用上述多功能天文經(jīng)緯儀來檢測高度軸軸端偏擺的方法，包括以下順序步驟步驟I，安裝檢測裝置安裝一號碼盤、二號碼盤及相應(yīng)的讀數(shù)頭；步驟2，采集望遠鏡指向各預(yù)設(shè)天頂距i時，各對徑讀數(shù)頭的讀數(shù)之差，建立各預(yù)設(shè)天頂距i與各對徑讀數(shù)頭的讀數(shù)之差的回歸模型，包括以下步驟步驟2. I :將經(jīng)緯儀的方位碼盤旋轉(zhuǎn)至0°，使高度軸沿東西方向設(shè)置，使一號碼盤位于高度軸的西端，二號碼盤位于高度軸的東端；步驟2.2 :沿子午方向按相同的轉(zhuǎn)角步距旋轉(zhuǎn)高度軸，使望遠鏡分別指向若干個間距相同的預(yù)設(shè)天頂距，采集望遠鏡指向每一個預(yù)設(shè)天頂距i時，讀數(shù)頭仏、^的讀數(shù)之差(ArC1)i，讀數(shù)頭Bi、D1的讀數(shù)之差(BrD1)i，讀數(shù)頭A2、C2的讀數(shù)之差(A2-C2)i，讀數(shù)頭B2、D2的讀數(shù)之差(B2-D2)i ；步驟2. 3 :將所有預(yù)設(shè)天頂距i和(A1-C1) i代入下述公式I中公式I: (AfC1)i= AA01+2rcllsin(acll+i)+vi ；上式中的Vi是隨機誤差，用最小二乘法從上式中解算出參數(shù)ΔΑ, rcll和acll，其中，AAtll代表對徑讀數(shù)頭Ap C1的讀數(shù)之差的零點偏差；步驟2. 4 :將所有預(yù)設(shè)天頂距i和(B1-D1),代入下述公式2中公式2: (BfD1)i= Δ B01+2rcl2sin (acl2+i+90° Hvi;上式中的Vi是隨機誤差，用最小二乘法從上式中解算出參數(shù)ΛΒμ、rcl2和acl2，其中，Λ Btll代表對徑讀數(shù)頭D1的讀數(shù)之差的零點偏差；取化=(rai+rcl2)/2，式中的rcl代表一號碼盤的周期性偏心誤差正弦曲線的幅值；取如=(acll+aa2)/2，式中的acl代表一號碼盤的周期性偏心誤差正弦曲線的初位相；步驟2. 5 :將所有預(yù)設(shè)天頂距i和(A2-C2) i代入下述公式3中公式3 : (A2-C2) i = AA02+2rC21sin(aC21+i)+vi ；上式中的Vi是隨機誤差，用最小二乘法從上式中解算出參數(shù)AAc^ rC21和aC21，其中，Λ Atl2代表對徑讀數(shù)頭A2、C2的讀數(shù)之差的零點偏差；步驟2. 6 :將所有預(yù)設(shè)天頂距i和(B2-D2),代入下述公式4中
公式4 : (B2-D2)! = Δ B02+2rC22sin (aC22+i+90。)+Vi;上式中的Vi是隨機誤差，用最小二乘法從上式中解算出參數(shù)Λ rC22和aC22，其中，ABtl2代表對徑讀數(shù)頭B2、C2的讀數(shù)之差的零點偏差；取rC2 = (rC21+rC22)/2，式中的rC2代表二號碼盤的周期性偏心誤差正弦曲線的幅值；
取aC2 = (aC21+aC22) /2，式中的aC2代表二號碼盤的周期性偏心誤差正弦曲線的初位相；步驟3，對觀測待測星體時高度軸軸端偏擺的實時測算步驟3. I :將經(jīng)緯儀的方位碼盤旋轉(zhuǎn)至0°，使高度軸沿東西方向設(shè)置，使一號碼盤位于高度軸的西端，二號碼盤位于高度軸的東端；步驟3. 2 :沿子午方向旋轉(zhuǎn)高度軸，使望遠鏡分別指向天頂距為z的待測星體，采集讀數(shù)頭A、C1的讀數(shù)之差(A1-C1)z，讀數(shù)頭D1的讀數(shù)之差(B1-D1)z，讀數(shù)頭A2、C2的讀數(shù)之差(A2-C2)i，讀數(shù)頭民、D2的讀數(shù)之差(B2-D2)i，分別代入下述公式5-8中，并且將步驟2中求解得到的ΔΑαι、ΔΒ01> rcl和acl,以及AAQ2、AB02^rc2和aC2代入下述公式5_8中公式 5 (A1 — C1)z -AA01 — 2rcl sin(acl +z) = 2ASici ；公式6 (5j — Z)j)z — Δ801 — 2rcl sin(ocl + z + 90°) = 2A.3gm ；公式7 (A2 — C*2)z —^4)2 — 2rc, 5111(^(^2 + z) —;公式8 (i 2 — — ASg2 — 2(1 sin(eC2 +z + 90。) = 2Δι9肋2 >由上述公式分別解算出、ASbdi ,其中，么占趴和厶久分別為
觀測待測星體時高度軸西端向北和向上的偏移量，4死《和& 98￡)2分別為觀測待測星體時高度軸東端向南和向上的偏移量；取:Δ 9, +Δ^Ω )/2為觀測待測星體時高度軸東端相對于西端在南北方向上的偏
擺量；取(NS徽-隨膨)/1為觀測待測星體時高度軸東端相對于西端向上的偏擺量。上述方法中，所述步驟2中的預(yù)設(shè)天頂距i可以是-75°和75°之間的步距為1°的整數(shù)值角度。上述方法中，所述的向上的偏移量均是指與重力方向相反的方向上的偏移量，比如為觀測待測星體時高度軸西端向上的偏移量，其含義為A1Pbd為觀測待測星體時高度軸西端在與重力方向相反的方向上的偏移量。本發(fā)明采用在高度軸的兩端，各設(shè)置一只高度鋼帶碼盤，即數(shù)字角度編碼器，以及兩對正交對徑分布的讀數(shù)頭，由各碼盤偏心誤差的變化，即對徑兩讀數(shù)頭讀數(shù)之差值的變化，分別解算出各軸端由軸系誤差引起的跳動方向和量值，進而解算出高度軸在觀測過程中的實時偏擺的方向和量值，從而替代軸準直器，由于光柵碼盤的測量結(jié)果是數(shù)字量，因此大大提高了高度軸線擺動量測量的效率，并且檢測結(jié)構(gòu)較簡單。原來采用軸準直系統(tǒng)測量軸線擺動，獲得模擬圖像，再進行數(shù)字處理得到數(shù)字信號。每晚觀測得到的圖像，需耗時4小時進行處理。而采用雙碼盤檢測后，可即時獲得擺動參數(shù)，甚至實現(xiàn)實時測定。
為解決現(xiàn)有天文經(jīng)緯儀的方位碼盤存在刻劃誤差，影響觀測精度的問題，本發(fā)明提供一種多功能天文經(jīng)緯儀方位碼盤刻劃改正裝置，其技術(shù)方案如下沿方位碼盤外周的上盤上安裝有兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°。使用上述多功能天文經(jīng)緯儀來對方位碼盤的刻劃改正方法包括以下順序步驟步驟I :安裝設(shè)備在方位碼盤外周的上盤上安裝讀數(shù)頭；選取若干顆待測恒星i，對每顆待測恒星i按以下步驟2至步驟6進行觀測和計算；步驟2 :獲取待測恒星i的星過記錄時刻初值tQ 選擇其中一個待測恒星i，先將經(jīng)緯儀的方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A，在待測恒星i星像通過經(jīng)緯儀的望遠鏡視場中垂線之前12秒鐘時刻，先用CXD照相機對待測恒星i星像露光6秒鐘，接著用12秒鐘時間將經(jīng)緯儀的經(jīng)緯座的繞方位軸旋轉(zhuǎn)，使方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A+180。，并將望遠鏡繞水平軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度為待測恒星i的天頂距的兩倍角度，使望遠鏡再次指向該待測恒星i并露光6秒鐘，通過以下公式計算待測恒星i的星過記錄初值tQ t0 = (t⑷+t(A+18Q。))/2+Δ X · k/cos δ ；上式中，t(A)代表方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A時待測恒星i的的星像露光時刻，t(A’A+18(")代表方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A+180。時待測恒星i的的星像露光時刻，Λ X代表方位碼盤分別旋轉(zhuǎn)至方位角A和Α+180。時待測恒星i在CXD照相機靶面上的星像位置之差，k代表王光路系統(tǒng)的C⑶照相機的象兀比例尺，δ代表待測恒星i的視赤諱；步驟3 :通過以下公式計算理論星過時刻h
tl = Ci + /.,；
cosφ sini/ - cost>sin A上式中，夂=arctani---)
"cos δ sin φ cos A - cos (p sin S cos q
,,sin Acosm上式中，分=arcsin(-)；
cost)上述公式中，α代表待測恒星i的視赤經(jīng)，t2代表赤經(jīng)圈與子午圈之間的夾角，SP時角，q代表待測恒星i的赤經(jīng)圈與方位角A的地平經(jīng)圈之間的所構(gòu)成的星位角，爐代表本地緯度采用值，S代表待測恒星i的視赤緯；步驟4 :通過以下公式計算觀測時刻的實際方位相對于標稱方位的偏差Λ A ΔΑ = -cos δ cosq cscz Δ t ；上式中，δ代表待測恒星i的視赤緯，q代表待測恒星i的赤經(jīng)圈與方位角A的地平經(jīng)圈之間所構(gòu)成的星位角，z代表待測恒星i的天頂距；上式中，At= Vt1 ;步驟5:通過以下公式計算轉(zhuǎn)軸前后觀測時的方位碼盤讀數(shù)的平均值Θ :Θ = (Θ ⑷ + θ (A+180° )-180。)/2 ；上式中，θ (A)代表方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A時，方位碼盤外周的四個讀數(shù)頭讀數(shù)的平均值，Θ(Α+18°。)代表方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角Α+180。時，方位碼盤外周的四個讀數(shù)頭讀數(shù)的平均值；步驟6:將步驟4中的Λ A和步驟5中的Θ代入以下公式，計算方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A時，方位碼盤的修正讀數(shù)Ai Ai = ΔΑ+ Θ ；步驟7 :取所有待測恒星i的Ai值的算術(shù)平均值，即得到所述經(jīng)緯儀在方位碼盤旋轉(zhuǎn)至方位角A時，方位碼盤的修正讀數(shù)A(A)。上述方位角A可以是45°、90°或135°。利用本發(fā)明改正裝置，可簡便地對天文經(jīng)緯儀方位碼盤刻劃誤差進行檢測與改 正，實現(xiàn)儀器觀測精度的提高，主要是對碼盤的刻劃誤差做修正，以雷尼紹的環(huán)形光柵編碼器為例，其200_直徑的產(chǎn)品的刻劃精度約0.9"，采用本方法應(yīng)可提高到約O. I"，使得方位碼盤的讀數(shù)更加可靠。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案位于左叉臂與中間塊之間的左水平軸的軸身呈圓臺形，位于右叉臂與中間塊之間的右水平軸的軸身呈圓臺形。這種結(jié)構(gòu)是為了使其具有等剛度的性能，目的是使用較少的材料得到較大的剛度。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案所述反射望遠鏡為卡塞格林望遠鏡，包括主鏡和副鏡，位于主鏡和副鏡之間的鏡筒上設(shè)置有一個自準直平面鏡，自準直平面鏡的法線與主鏡的光軸平行，位于主鏡的中央孔后端的副鏡焦點處設(shè)置有CCD照相機，主鏡和CCD照相機之間設(shè)置有半反半透鏡，在半反半透鏡的反射光的光軸線上設(shè)置有狹縫板，狹縫板上設(shè)置有一個光孔。上述自準直平面鏡的工作過程如下在狹縫板后設(shè)置燈泡，燈泡發(fā)出的光線通過狹縫板后，形成I個點光源，經(jīng)半反半透鏡、副鏡和主鏡反射后，形成平行光，平行光被垂直于光軸的自準直平面鏡反射回來，再通過半反半透鏡后，在主鏡的焦平面即C⑶光電器件感光面上成像。由于重力的影響，當望遠鏡指向不同的高度時，望遠鏡主鏡與副鏡會相對中間塊產(chǎn)生微小的偏轉(zhuǎn)進而使主光路的光軸相對于中間塊，也即相對于自準直平面鏡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這時在CXD感光面上的點像的位置就會發(fā)生移動。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案所述右叉臂的前、后端各安裝有一只電水準，所述電水準包括準直管和水銀盤，準直管呈豎直向下，安裝在右叉臂上，水銀盤設(shè)置在位于準直管下方的上盤上；所述準直管中沿光軸線上從上向下依次設(shè)置有CXD照相機、半反半透鏡和準直鏡，在半反半透鏡的反射光的光軸線上設(shè)置有光源狹縫板，光源狹縫板上設(shè)置有三行光孔，每行上設(shè)置有三個光孔。上述電水準的工作過程如下在光源狹縫板發(fā)出的光線形成3X3個點光源，經(jīng)半反半透鏡、準直鏡后，形成平行光，平行光被垂直于光軸的水銀盤的水銀反射面反射回來，再通過半反半透鏡后，在準直鏡的焦平面上的CCD照相機的感光面上成像，當儀器的上盤帶動儀器上盤以上的部分整體發(fā)生傾斜時，準直管的光軸相對于水銀反射面代表了重力方向，可認為是不變的有微小的偏轉(zhuǎn)，從而使在CCD感光面上所成的點像陣的位置發(fā)生變化。電水準實質(zhì)上是采用水銀面代替了自準直平面鏡，由此帶來的特點是當望遠鏡相對水銀面通常水銀面是不變的有微小的傾斜，即可由自準直測量檢測出傾斜量。本發(fā)明多功能天文經(jīng)緯儀是一種小型、輕便、全自動的具有多種功能的天體測量儀器，它是帶有多種誤差測量裝置的小型反射望遠鏡，它能在任意多個均布方位進行交叉觀測，并能實時測定和消除儀器各種誤差瞬時值。多功能天文經(jīng)緯儀可用于進行天文經(jīng)、緯度的測定，提取干凈、可靠的鉛垂線方向異常變化的信息，并通過鉛垂線異常變化三角監(jiān)測網(wǎng)，提取地震前兆信息；同時用于為重建我國地球自轉(zhuǎn)參數(shù)地面光學測量系統(tǒng)，常規(guī)地提供高精度的世界時和緯度測定值；它還能在多個均布方位測定瞬時天文大氣折射，建立本地多方位的天文大氣折射實測模型和大氣折射延遲改正的實測模型，除了排除鉛垂線變化中大氣因素引起的各種系統(tǒng)誤差和有利于與GPS測量相配合外，也作為將來有關(guān)部門建立本地大氣折射模型的需要而生產(chǎn)的測量儀器；另外，根據(jù)目前預(yù)研究的可行性，它還能長期監(jiān)測固定觀測站周圍的地傾斜，并通過它自身的天文觀測與非天文觀測的配合，獲取全天候的鉛垂線變化圖象。
在儀器結(jié)構(gòu)方面，與低緯子午環(huán)相比，作了多方面的改進，主要有采用環(huán)形光柵編碼器(簡稱環(huán)光柵)替代了光學度盤，用于儀器轉(zhuǎn)角的控制和轉(zhuǎn)角的高精度測量，實現(xiàn)了角度測量的數(shù)字化，提高了測量精度；電水準系統(tǒng)采用面陣CCD替代線陣CCD作為探測器，并采用多孔星點板代替狹縫板；采用兩只高度碼盤來檢測高度軸的偏擺，實現(xiàn)了測量的自動化，提高了測量精度，降低了對機械加工的精度要求。


圖I為本發(fā)明多功能天文經(jīng)緯儀的主視圖；圖2為圖I中讀數(shù)頭Ap CpD1沿W方向在一號碼盤上的投影示意圖；圖3為圖I中讀數(shù)頭A2、B2、C2、D2沿E方向在二號碼盤上的投影示意圖；圖4為圖I中沿方位碼盤外周安裝的四個呈對徑正交分布的讀數(shù)頭的分布示意圖；圖5為圖I中的望遠鏡的光路圖；圖6為圖I中的電水準的光路圖。
具體實施例方式如圖I所示的多功能天文經(jīng)緯儀，包括經(jīng)緯座和安裝在經(jīng)緯座上的反射望遠鏡8 ；所述反射望遠鏡8安裝在經(jīng)緯座的左水平軸5和右水平軸6之間的中間塊9上，左水平軸5和右水平軸6的軸頭分別安裝在上盤20上的左叉臂3和右叉臂4上，上盤20套裝在中盤19上的方位軸15上，方位軸15的軸端上安裝有方位碼盤16，上盤20和中盤19之間安裝有平面軸承13，中盤19安裝在底盤18上的支承座14上，底盤18安裝在基墩17上；所述左水平軸5或右水平軸6上靠近中間塊9處安裝有垂直蝸輪11，垂直蝸輪11與蝸桿哨合，蝸桿經(jīng)傳動系統(tǒng)與伺服電機連接；所述反射望遠鏡8的后端安裝有帶CXD照相機的測微儀；所述左水平軸5和右水平軸6的軸頭呈圓柱形，分別安裝在左叉臂3和右叉臂4上設(shè)置的深溝球軸承7上；
所述左水平軸5上設(shè)置有一號碼盤1，右水平軸6上設(shè)置有二號碼盤2，所述一號碼盤I和二號碼盤2均為環(huán)形光柵角度編碼器；如圖2所示，在位于一號碼盤I外側(cè)的左叉臂3上設(shè)置兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，按順時針排列分別為讀數(shù)頭ApB1XpD1，其中讀數(shù)頭A1位于豎直方向的頂部，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°，讀數(shù)頭ApC1呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭D1呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭ApC1的連線與讀數(shù)頭BpD1的連線呈正交；如圖3所示，在位于二號碼盤2外側(cè)的右叉臂4上設(shè)置兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，按順時針排列分別為讀數(shù)頭A2、B2、C2、D2，其中讀數(shù)頭A2位于豎直方向的頂部，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°，讀數(shù)頭A2、C2呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭B2、D2呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭A2、C2的連線與讀數(shù)頭b2、d2的連線呈正交。如圖4所示，沿方位碼盤16外周的上盤20上安裝有兩對呈對徑正交分布的讀數(shù) 頭12，相鄰兩讀數(shù)頭12之間的夾角為90°。如圖I所示，位于左叉臂3與中間塊9之間的左水平軸5的軸身呈圓臺形，位于右叉臂4與中間塊9之間的右水平軸6的軸身呈圓臺形。如圖5所示，所述反射望遠鏡8為卡塞格林望遠鏡，包括主鏡23和副鏡24，位于主鏡23和副鏡24之間的鏡筒上設(shè)置有一個自準直平面鏡25，自準直平面鏡25的法線與主鏡23的光軸平行，位于主鏡23的中央孔后端的副鏡焦點處設(shè)置有CCD照相機28，主鏡23和CCD照相機28之間設(shè)置有半反半透鏡26，在半反半透鏡26的反射光的光軸線上設(shè)置有狹縫板27，狹縫板27上設(shè)置有一個光孔。如圖I所示，所述右叉臂4的前、后端各安裝有一只電水準，所述電水準包括準直管22和水銀盤21，準直管22呈豎直向下，安裝在右叉臂4上，水銀盤21設(shè)置在位于準直管22下方的上盤20上；如圖6所示，所述準直管22中沿光軸線上從上向下依次設(shè)置有CXD照相機29、半反半透鏡30和準直鏡31，在半反半透鏡30的反射光的光軸線上設(shè)置有光源狹縫板32，光源狹縫板32上設(shè)置有三行光孔，每行上設(shè)置有三個光孔。
權(quán)利要求
1.多功能天文經(jīng)緯儀，包括經(jīng)緯座和安裝在經(jīng)緯座上的反射望遠鏡(8)； 所述反射望遠鏡(8)安裝在經(jīng)緯座的左水平軸(5)和右水平軸(6)之間的中間塊(9)上，左水平軸(5)和右水平軸(6)的軸頭分別安裝在上盤(20)上的左叉臂(3)和右叉臂(4)上，上盤(20)套裝在中盤(19)上的方位軸(15)上，方位軸(15)的軸端上安裝有方位碼盤(16)，上盤(20)和中盤(19)之間安裝有平面軸承(13)，中盤(19)安裝在底盤(18)上的支承座(14)上，底盤(18)安裝在基墩(17)上； 所述左水平軸(5 )或右水平軸(6 )上靠近中間塊(9 )處安裝有垂直蝸輪(11)，垂直蝸輪(11)與蝸桿哨合，蝸桿經(jīng)傳動系統(tǒng)與伺服電機連接； 其特征在于 所述反射望遠鏡(8)的后端安裝有帶CXD照相機的測微儀； 所述左水平軸(5)和右水平軸(6)的軸頭呈圓柱形，分別安裝在左叉臂(3)和右叉臂(4)上設(shè)置的深溝球軸承(7)上； 所述左水平軸(5 )上設(shè)置有一號碼盤(I)，右水平軸(6 )上設(shè)置有二號碼盤(2 )，所述一號碼盤(I)和二號碼盤(2)均為環(huán)形光柵角度編碼器； 在位于一號碼盤(I)外側(cè)的左叉臂(3)上設(shè)置兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，按順時針排列分別為讀數(shù)頭Ap B1, C1, D1，其中讀數(shù)頭A1位于豎直方向的頂部，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°，讀數(shù)頭Ap C1呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭D1呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭Ap C1的連線與讀數(shù)頭BpD1的連線呈正交； 在位于二號碼盤(2)外側(cè)的右叉臂(4)上設(shè)置兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭，按順時針排列分別為讀數(shù)頭A2、B2, C2、D2，其中讀數(shù)頭A2位于豎直方向的頂部，相鄰兩讀數(shù)頭之間的夾角為90°，讀數(shù)頭A2、C2呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭B2、D2呈對徑設(shè)置，讀數(shù)頭^、C2的連線與讀數(shù)頭B2、D2的連線呈正交。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能天文經(jīng)緯儀，其特征在于 沿方位碼盤(16)外周的上盤(20)上安裝有兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭(12)，相鄰兩讀數(shù)頭(12)之間的夾角為90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多功能天文經(jīng)緯儀，其特征在于 位于左叉臂(3 )與中間塊(9 )之間的左水平軸(5 )的軸身呈圓臺形，位于右叉臂(4)與中間塊(9)之間的右水平軸(6)的軸身呈圓臺形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能天文經(jīng)緯儀，其特征在于 所述反射望遠鏡(8)為卡塞格林望遠鏡，包括主鏡(23)和副鏡(24)，位于主鏡(23)和副鏡(24)之間的鏡筒上設(shè)置有一個自準直平面鏡(25)，自準直平面鏡(25)的法線與主鏡(23)的光軸平行，位于主鏡(23)的中央孔后端的副鏡焦點處設(shè)置有CXD照相機(28)，主鏡(23)和CXD照相機(28)之間設(shè)置有半反半透鏡(26)，在半反半透鏡(26)的反射光的光軸線上設(shè)置有狹縫板(27 )，狹縫板(27 )上設(shè)置有一個光孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能天文經(jīng)緯儀，其特征在于 所述右叉臂(4)的前、后端各安裝有一只電水準，所述電水準包括準直管(22)和水銀盤(21)，準直管(22 )呈豎直向下，安裝在右叉臂(4)上，水銀盤(21)設(shè)置在位于準直管(22 )下方的上盤(20)上； 所述準直管(22)中沿光軸線上從上向下依次設(shè)置有CXD照相機(29)、半反半透鏡(30)和準直鏡(31)，在半反半透鏡(30)的反射光的光軸線上設(shè)置有光源狹縫板(32)，光源狹縫板(32)上設(shè)置有若干個光孔?！?br> 全文摘要
多功能天文經(jīng)緯儀，屬于天體測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，解決了低緯子午環(huán)中的軸準直系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、數(shù)據(jù)處理周期長的問題，包括經(jīng)緯座、反射望遠鏡，左水平軸和右水平軸分別安裝在左叉臂和右叉臂上，上盤套裝在中盤上的方位軸上，方位軸的軸端上安裝有方位碼盤；所述反射望遠鏡的后端安裝有帶CCD照相機的測微儀；所述左水平軸上設(shè)置有一號碼盤，右水平軸上設(shè)置有二號碼盤，一、二號碼盤均為環(huán)形光柵角度編碼器；一、二號碼盤外側(cè)的均設(shè)置有兩對呈對徑正交分布的讀數(shù)頭。本發(fā)明由各碼盤偏心誤差解算出各軸端跳動量值，提高了高度軸線擺動量測量的效率，檢測結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號G01C1/04GK102878977SQ20121037951
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者陳林飛, 楊磊, 程向明, 蘇婕, 王建成, 李彬華, 張益恭, 冒蔚, 鐵瓊仙 申請人:中國科學院云南天文臺