多功能天文经纬仪制造技术

多功能天文经纬仪，属于天体测量仪器技术领域，解决了低纬子午环中的轴准直系统结构复杂、数据处理周期长的问题，包括经纬座、反射望远镜，左水平轴和右水平轴分别安装在左叉臂和右叉臂上，上盘套装在中盘上的方位轴上，方位轴的轴端上安装有方位码盘；所述反射望远镜的后端安装有带CCD照相机的测微仪；所述左水平轴上设置有一号码盘，右水平轴上设置有二号码盘，一、二号码盘均为环形光栅角度编码器；一、二号码盘外侧的均设置有两对呈对径正交分布的读数头。本发明专利技术由各码盘偏心误差解算出各轴端跳动量值，提高了高度轴线摆动量测量的效率，检测结构简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天体测量仪器
，特别涉及一种用于天体测量的经纬仪。
技术介绍
在光学天体测量仪器中，子午环用于测定恒星坐标，在天球上建立参考系。中星仪、棱镜等高仪、光电等高仪、照相天顶筒和天顶仪等用于测定世界时或极移，为科学研究和国防建设提供地球自转参数。它们都以铅垂线或水银面为基准，通过天体位置的测定，得到所要的测量结果。国外子午环是专用于测定恒星位置、建立天球参考系的天文仪器，这种仪器由丹 麦天文学家罗默于1689年专利技术，后经德国天文学家梅耶帮助完善其理论测定恒星位置的精度达到2角秒。1839年俄国天文学家斯特鲁维在新建的普尔科沃天文台建立了绝对测定天体位置的原理，并经过对仪器制造逐步提出严格的要求和逐步引进辅助设备和技术后，测量精度逐步得到提高，到20世纪中叶已达到O. 4角秒。原来的子午环是口径15 20厘米、焦距2. O 2. 5米的折射望远镜，通过镜筒中段左右水平轴轴端的枢轴，支承在两旁基墩上的V型槽内，水平轴上紧贴镜筒处装有垂直度盘。该仪器体积较大，使用光学度盘作为测角基准，加工精度要求非常高，进行目视观测。而且原观测方法只能在高纬度地区实施观测。20世纪末，云南天文台成功研制了低纬子午环，采用独创的观测原理与方法，实现了在低纬度地区对天体位置的绝对测定。低纬子午环采用反射式望远镜，使用光学度盘作为角度测量的主要基准，利用线阵CCD作为光电测量元件，仍然使用了枢轴，采用齿轮传动机构。由于低纬子午环使用光学度盘测量角度，其水平轴轴线的摆动采用了轴准直系统来测量，轴准直系统结构复杂，数据处理周期长。
技术实现思路
为解决现有低纬子午环中用于测量高度轴轴线摆动的轴准直系统结构复杂、数据处理周期长的问题，本专利技术提供一种多功能天文经纬仪，其技术方案如下多功能天文经纬仪，包括经纬座和安装在经纬座上的反射望远镜；所述反射望远镜安装在经纬座的左水平轴和右水平轴之间的中间块上，左水平轴和右水平轴的轴头分别安装在上盘上的左叉臂和右叉臂上，上盘套装在中盘上的方位轴上，方位轴的轴端上安装有方位码盘，上盘和中盘之间安装有平面轴承，中盘安装在底盘上的支承座上，底盘安装在基墩上；所述左水平轴或右水平轴上靠近中间块处安装有垂直蜗轮，垂直蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆经传动系统与伺服电机连接；所述反射望远镜的后端安装有带CXD照相机的测微仪；所述左水平轴和右水平轴的轴头呈圆柱形，分别安装在左叉臂和右叉臂上设置的深沟球轴承上；所述左水平轴上设置有一号码盘，右水平轴上设置有二号码盘，所述一号码盘和二号码盘均为环形光栅角度编码器；在位于一号码盘外侧的左叉臂上设置两对呈对径正交分布的读数头，按顺时针排列分别为读数头Ap B1, C1, D1，其中读数头A1位于竖 直方向的顶部，相邻两读数头之间的夹角为90°，读数头A1A1呈对径设置，读数头BpD1呈对径设置，读数头Ap C1的连线与读数*B1、D1的连线呈正交；在位于二号码盘外侧的右叉臂上设置两对呈对径正交分布的读数头，按顺时针排列分别为读数头A2、B2, C2、D2，其中读数头A2位于竖直方向的顶部，相邻两读数头之间的夹角为90°，读数头A2、C2呈对径设置，读数头B2、D2呈对径设置，读数头A2、C2的连线与读数头民、02的连线呈正交。使用上述多功能天文经纬仪来检测高度轴轴端偏摆的方法，包括以下顺序步骤步骤I，安装检测装置安装一号码盘、二号码盘及相应的读数头；步骤2，采集望远镜指向各预设天顶距i时，各对径读数头的读数之差，建立各预设天顶距i与各对径读数头的读数之差的回归模型，包括以下步骤步骤2. I :将经纬仪的方位码盘旋转至0°，使高度轴沿东西方向设置，使一号码盘位于高度轴的西端，二号码盘位于高度轴的东端；步骤2.2 :沿子午方向按相同的转角步距旋转高度轴，使望远镜分别指向若干个间距相同的预设天顶距，采集望远镜指向每一个预设天顶距i时，读数头仏、^的读数之差(ArC1)i，读数头Bi、D1的读数之差(BrD1)i，读数头A2、C2的读数之差(A2-C2)i，读数头B2、D2的读数之差(B2-D2)i ；步骤2. 3 :将所有预设天顶距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是随机误差，用最小二乘法从上式中解算出参数ΔΑ, rcll和acll，其中，AAtll代表对径读数头Ap C1的读数之差的零点偏差；步骤2. 4 :将所有预设天顶距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是随机误差，用最小二乘法从上式中解算出参数ΛΒμ、rcl2和acl2，其中，Λ Btll代表对径读数头D1的读数之差的零点偏差；取化=(rai+rcl2)/2，式中的rcl代表一号码盘的周期性偏心误差正弦曲线的幅值；取如=(acll+aa2)/2，式中的acl代表一号码盘的周期性偏心误差正弦曲线的初位相；步骤2. 5 :将所有预设天顶距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是随机误差，用最小二乘法从上式中解算出参数AAc^ rC21和aC21，其中，Λ Atl2代表对径读数头A2、C2的读数之差的零点偏差；步骤2. 6 :将所有预设天顶距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是随机误差，用最小二乘法从上式中解算出参数Λ rC22和aC22，其中，ABtl2代表对径读数头B2、C2的读数之差的零点偏差；取rC2 = (rC21+rC22)/2，式中的rC2代表二号码盘的周期性偏心误差正弦曲线的幅值； 取aC2 = (aC21+aC22) /2，式中的aC2代表二号码盘的周期性偏心误差正弦曲线的初位相；步骤3，对观测待测星体时高度轴轴端偏摆的实时测算步骤3. I :将经纬仪的方位码盘旋转至0°，使高度轴沿东西方向设置，使一号码盘位于高度轴的西端，二号码盘位于高度轴的东端；步骤3. 2 :沿子午方向旋转高度轴，使望远镜分别指向天顶距为z的待测星体，采集读数头A、C1的读数之差(A1-C1)z，读数头D1的读数之差(B1-D1)z，读数头A2、C2的读数之差(A2-C2)i，读数头民、D2的读数之差(B2-D2)i，分别代入下述公式5-8中，并且将步骤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 >由上述公式分别解算出、ASbdi ,本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能天文经纬仪，包括经纬座和安装在经纬座上的反射望远镜（8）；所述反射望远镜（8）安装在经纬座的左水平轴（5）和右水平轴（6）之间的中间块（9）上，左水平轴（5）和右水平轴（6）的轴头分别安装在上盘（20）上的左叉臂（3）和右叉臂（4）上，上盘（20）套装在中盘（19）上的方位轴（15）上，方位轴（15）的轴端上安装有方位码盘（16），上盘（20）和中盘（19）之间安装有平面轴承（13），中盘（19）安装在底盘（18）上的支承座（14）上，底盘（18）安装在基墩（17）上；所述左水平轴（5）或右水平轴（6）上靠近中间块（9）处安装有垂直蜗轮（11），垂直蜗轮（11）与蜗杆啮合，蜗杆经传动系统与伺服电机连接；其特征在于：所述反射望远镜（8）的后端安装有带CCD照相机的测微仪；所述左水平轴（5）和右水平轴（6）的轴头呈圆柱形，分别安装在左叉臂（3）和右叉臂（4）上设置的深沟球轴承（7）上；所述左水平轴（5）上设置有一号码盘（1），右水平轴（6）上设置有二号码盘（2），所述一号码盘（1）和二号码盘（2）均为环形光栅角度编码器；在位于一号码盘（1）外侧的左叉臂（3）上设置两对呈对径正交分布的读数头，按顺时针排列分别为读数头A1、B1、C1、D1，其中读数头A1位于竖直方向的顶部，相邻两读数头之间的夹角为90°，读数头A1、C1呈对径设置，读数头B1、D1呈对径设置，读数头A1、C1的连线与读数头B1、D1的连线呈正交；在位于二号码盘（2）外侧的右叉臂（4）上设置两对呈对径正交分布的读数头，按顺时针排列分别为读数头A2、B2、C2、D2，其中读数头A2位于竖直方向的顶部，相邻两读数头之间的夹角为90°，读数头A2、C2呈对径设置，读数头B2、D2呈对径设置，读数头A2、C2的连线与读数头B2、D2的连线呈正交。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林飞，杨磊，程向明，苏婕，王建成，李彬华，张益恭，冒蔚，铁琼仙，
申请(专利权)人：中国科学院云南天文台，
类型：发明
国别省市：