黄赤经纬仪制造技术

黄赤经纬仪属科研和教学仪器的技术领域，这种仪器可解决不用天文年历而用日历和地图就可计算太阳高度角、方位角、昼夜长短、日照能量、月照能量和年照能量（指纬度＜６６. ５度的世界各地）。用其可直接查取和计算世界各地一年中任一天的昼夜长短和计算以上参数需要的值。如在其上加绘行政图和地形图就可增加地球仪的功用。该仪器适宜作天文、地球物理、气象、自然资源、地理、农业、水利、太阳能利用等领域的科研教学和生产的工具和仪器。还可作家庭用具和陈设工艺品。可按不同用途制造不同规格品种的这种产品供用户选购。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】黄赤经纬仪是我设计并制作了模型样品的一种仪器和工具。它可以作为天文、大气物理、地球物理、气象、自然资源、地理、太阳能利用、农业技术等部门的科研、教学和生产工作的测量仪器和工具。用本仪器和说明书中所述计算方法和公式计算世界各地(纬度＜66.5度地区。以下同。)任何时刻的太阳高度角、方位角、昼夜长短以及日照能量、月照能量、年照能量等参数。亦可用已编好的(用FORTRAN77语言)计算机程序计算以上参数。用本仪器计算以上太阳诸参数只用日历和地图即可。不象现在一般常用的计算方法和公式，还需天文年历才能计算这些参数。因此，只要掌握本仪器说明书中的计算方法和公式，再使用本仪器测得的参数一般人即可完成以上参数的计算。用本仪器还可作为一般高雅家庭用具和陈设艺术品。若在其上再加绘世界行政图和地形图，即可增加本仪器作地球仪的用途。家庭若有本仪器作陈设，既可增加美观，又有知识性趣味性。可象地球仪一样查取有关地理资料和数据，还能计算世界任何地方一年中任一天的昼夜长短，如有兴趣和必要，还可查取γ0参数以计算以上太阳诸参数。根据不同用途可制造不同规格品种的这种仪器供科研、教学和家庭使用。本仪器的制造工艺和方法可以在制造地球仪的基础上加以改进即可。本仪器显著的实质性的进步和特征就在其用途和计算方法、公式、设计构思上。一、黄赤经纬仪的构造见附附图说明图1在一个球体上绘制一个地球仪的内容。即绘上地理经纬线和世界行政图或地形图。地理经纬线的密度可视球体直径大小和用途而定。一般应该越密越好，以清淅正确为好;行政图和地形图以不影响地理经纬线的清淅正确为准。再以太阳照到地球形成的昼夜交界圈(展昏线)在一年中相对地球轨道上在某一起始位置转动的轴线为本仪器的转动轴而装到支架上。支架为圆形或半圆形。在其上固结一圆环形或半圆环形薄片，其上该划上相应于本说明书中的黄道座标系的黄纬的度数。将球体用轴通过黄轴装到支架转轴座上。再把球体支架装到支座上。使用时只要拨动球体，支架簿片贴到球面上，薄片内缘即为黄道座标系的某一经线，其经度值可从球体上绘制的黄道度数值读得。黄道度数以一年中的秋分时的位置为始读数O。这里所说的黄道座标系是指地球绕太阳运行的轨道面与地球表面交线为黄道，以同黄道面平行的平面与地球表面的交线为黄纬圈，而黄经圈是以通过地球明暗交界圈转动轴的平面与地球表面的一系列交线。黄道经纬线在此球体上不绘出，只绘黄道圈一条线。这样就可使地理经纬线绘得更密而增加准确性。这里所说的黄道座标系不同干天文学中的黄道座标系。只是黄纬圈是与天文学中的黄道座标系的黄纬圈是平行的。二、黄赤经纬仪的使用利用黄赤经纬仪可直接查取和计算某地一年中任一天的昼夜长短。也可以查取和计算用作计算世界各地任一时刻的太阳高度角、方位角、昼夜长短、日照能量、月照能量和年照能量的中间参数γ0值。(一)查取和计算某地一年中任一天的昼夜长短要查取某地一年中任一天的昼夜长短，需先按后面β值的计算方法，根据某一天的月份和日数计算出β值，然后根据β值，把该仪器的球体拨转使黄经薄片对准黄道纬圈上对应的β值。再在某地所在的地理纬圈上找到与黄经薄片的交点，再读出经过该交点的地理经线的度数t1，然后把球体向β值增加的方向拨动180°，再找出此黄经薄片与该地地理纬圈的交点的地理纬度t2。当t2＞t1时，白昼长T1＝(t2-t1)×4/60(小时);黑夜长T2＝24-T1(小时)。当t2＜t1时，白昼长T1＝(360°+t2-t1)×4/60(小时)，黑夜长T2＝24-T1(小时)。例如某地所在地地理纬度35°，要求其在8月20日的昼夜长短，先按后面计算β0值的方法算出对应的β＝328°，用该仪器查出对应的该地地理经度为t1＝318°，使值增加180°后查得该地理经度t2＝166°，那么该地所对应的该日的白昼长为T1＝(360+166-318)×4/60＝13.6(小时)黑夜长为T2＝24-13.6＝10.4(小时)这样算出的昼夜长短是某一地理纬度上任一地方的昼夜长短，虽属近似值，但相差很小，仍有应用价值。某地任一天昼夜长短除用该仪器简单查取计算外，还可用后面的计算方法和公式计算得到。(二)查取和计算γ0值要计算某地某日天亮时的γ0值，须根据该日的月份和日数以及后面β值的计算方法算出对应于该天的β值，再按该β值在该仪器上找出地理经度值即为γ0值。例如某地地理纬度为35°，时间为8月20日，按后面算β值的方法算得β值为328°则用该仪器的黄经薄片与35°地理纬线的交点所在的地理纬度为318°，亦即γ0＝318°(实际同求上例的t1值法相同)。γ0值也可按后面的计算方法和公式计算，不过后面的计算方法是近似算法，所得结果有误差。最好用该仪器查取和计算所得的γ0值较准确。查取和计算得γ0值后就可按后面的方法和公式计算相应的太阳高度角、方位角、昼夜长短、日照、月照和年照能量。三、地理在太阳系中的运行地球在太阳系中作为太阳的一个行星遵从开普勒天体运行定律，绕太阳以椭园轨道运行。太阳处在地球运行轨道的一个焦点上。地球在轨道面(亦称黄道面)，上以相同的时间扫过相同的面积。因而可知其速度是非均速的。它在轨道上有春分、夏至、秋分、冬至等24个节气和特殊位置。它在轨道上的位置可以这些特殊位置为基准，用角度β计量。本算法为公式推导的方便，以秋分为起算点计算β参数，β参数的角度数可用当年秋分-秋分(周年内)过去的秋分为起算点，根据日历上的公历的月、日、时计算出来的。地轴与轨道平面始终保持66°、33°角度的常数值。地球上被太阳照亮部分与未被照亮部分的暗部的明暗交界圈(展昏线)也以秋分为基准位置。以β值的规律变化着。可以认为太阳光线平行地照射到地球上，因而明暗交界圈也以绕同地理轴线23°27°角的轴而转动。若以地球中心为黄道座标系中心，把这条轴线叫作黄轴。它垂直于黄道面。地球绕地轴以一昼夜24小时的周期作匀速自转动，绕太阳以365天5小时48分46秒的周期作周年运行，赤道座标系缩小到地球表面同地理座标相似，因而有以经度和纬度表示的经圈和纬圈。可忽略地球上高山及赤道与级半径的差值，把地球看成球体。附图2为地球绕太阳运行的示意图。四、β参数角度值的计算地球绕太阳运行的轨道是一个椭园。太阳处在一个焦点上，一个回归年T＝365.2422天。轨道近日点1.4710×108公里，远日点1.5210×108公里。日地平均距离(一个天文单位)1.4959×108公里根据开普勒天体运行第二定律、地球向径在相等的时间内扫过相等的面积。因此，地球绕太阳运转是非匀速的。β值的计算有简单近似法和精确法。简单法准确性差，但计算简单省时。精确法准确，但较复杂麻烦。(一)简单近似法(有两种方法)1、一次平均法若要求精度不高可用此法。公式β＝ (360°)/(T) t＝ (360°)/365.2422 t。上式中t为计算时间至已过同年秋分的日数，可取小数值，小数位数可按需要确定。2、四次平均法此法较上法精确，但仍不精确。(1)若计算时间在秋分至冬至之间β＝ (90°)/(T) t。上式中t为计算时至已过秋分(当年或去年)的天数，T为当年秋分至冬至的天数。(2)若计算时间在冬至至次年春分之间β＝90°+ (90°)/(T) t。上式中t为计算时至去年冬至的天数，T本文档来自技高网...

【技术保护点】
黄赤经纬仪是我设计并制作了模型的一种科学仪器和工具，用其可以直接查取和计算地球上（纬度＜６６．５度地区。以下同）任何地方一年中任何一天的白昼和黑夜的长短，亦可查取有关参数）。用我推导的计算公式计算世界各地任何一天的任一时刻的太阳高度角、方位角及日照能量、月照能量和年照能量。除用本仪器说明书中的计算公式计算以上太阳参数外。还编制了用ＰＯＲＴＲＡＮ７７语言编写的计算机程序计算以上太阳诸参数。本仪器可供从事地球物理、自然资源、气象、地理、农业技术、家庭用具等部门和领域的科研、教 学、生产及其它工作者作为随手仪器和工具。还可利用所编程序用计算机计算世界各地不同时刻的以上太阳参数的检索表供查用。本仪器可在现在市场上出售的地球仪的基础上进行改制，如在地球仪上加绘适当的经纬线，并把转动轴改在昼夜交界圈的转动轴线上可增加 地球仪的功用。本仪器的新颖性和创造性主要在构思、设计、计算方法、计算公式、使用方法以及其功用方面。制造工艺主要在制造地球仪的工厂作适当改进即可。因此，本仪器亦可作家庭用具及陈设工艺品。我对本仪器的专利权的要求如下：１．请保护本仪器在 专利法等有关法律的规定下的一切权益。２．不得允许任何人用任何手段阻挠、破坏及其它侵权行为。３．对由违法者造成的损失由违法者赔偿。４．由实施使用者给专利权人和专利技术人（我）付给合理报酬。并由实施使用者承担本仪器专利的申请费、审查费、 年费和维持费等费用。５．除本仪器专利的有关的文件外，其它同本仪器有关的论文、计算机软件、检索表的著作权不受本专利的约束和限制。６．本仪器预计效益较大，因此请求指定制造和销售本专利产品。７．如本仪器专利技术专利不批准，请批准实用新型专 利。８．本专利说明书和计算机程序的著作权不容侵犯。９．关于由本专利实施使用者付给专利技术人报酬问题，根据国家有关法律和政策规定以及国内外先例惯例，由双方另行鉴定合同约定。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉栋，
申请(专利权)人：杨玉栋，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]