[发明专利]水平式望远镜经纬轴垂直度误差的光学检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测水平式望远镜经纬轴垂直度误差的方法。

背景技术

水平式望远镜的特点是两个相互垂直的机械轴系平行于水平面。这两个机械轴系分别称为经轴、纬轴。根据光学系统布置的不同，经轴、纬轴空间位置分为两种，即空间正交和垂直不相交。由于加工误差与装配误差往往造成两轴不垂直而引起指向误差，如图1所示，设纬轴与经轴的垂直度误差为δ，θ_X、θ_Y分别表示经轴和纬轴的转角。由于经轴与纬轴不垂直，纬轴转动时视轴沿OT方向转动。设T为目标位置，经轴转角为0°。在理想情况下，经轴与纬轴垂直，要使视轴指向目标T，经轴的转角应为OD，纬轴的转角应为DT。因此，OD即为不垂直度。δ引起的赤经轴转角误差Δθ_X1。从球面直角三角形TOD中可以求出：

cos(90°-δ)＝ctgθ_YtgΔθ_X1

tgΔθ_X1＝sinδtgtgθ_Y

Δθ_X1≈δtgθ_Y

由此可见经轴和纬轴的不垂直性产生的转角误差直接影响到望远镜的指向精度。

目前，对水平式望远镜经纬轴垂直度误差的检测，通常是采用星校法，观测若干颗位置已知的恒星，测量数据与实际数据比对，通过建立数学模型计算出两轴的垂直度误差。此种方法需要安装光学系统，计算过程复杂，且必须事先知道恒星的准确位置，同时受到天气、场地因素的限制，不宜推广。

发明内容

本发明的目的是提出一种方便、快捷、可靠的水平式望远镜经纬轴垂直度误差的光学检测方法。以克服目前该技术领域检测手段存在的缺陷。

本发明水平式望远镜经纬轴垂直度误差的光学检测方法，是在水平式望远镜经轴与纬轴的轴头上分别安装一光学平面反射镜，同时在该两光学平面反射镜外侧分别对应设置一台经纬仪，使两经纬仪的光轴分别与水平式望远镜的经、纬轴回转轴线重合；转动所述两经纬仪的方位轴和俯仰轴，使两经纬仪的光轴对准，记下两经纬仪转动的方位角A₁，A₂，则水平式望远镜的经纬轴垂直度误差为：δ＝90°-(A₁+A₂)。

本发明方法的检测机理是：

如图2所示，直线OB为经轴回转轴线，直线AD为纬轴回转轴线，OC为纬轴轴线AD在水平面内的投影，则∠BOC为经纬轴夹角。在△OBC中有：∠BOC＝180°-(∠OCB+∠OBC)，则经纬轴垂直度误差：δ＝∠BOC-90°。

本发明检测方法的优点是：方法原理简单，与星校法比较，操作容易，不需要知道恒星的位置，不受天气、场地的限制，不需要进行复杂的数学计算，易于实现，是一种方便、快捷、可靠的测量方法。

附图说明

图1是水平式望远镜纬轴与经轴的垂直度误差示意图；

图2是本发明方法检测原理图；

图3是本发明方法检测装置示意图。

图3中：1为经轴回转轴线、2为外框架、3为纬轴、4为平面反射镜、5为经纬仪、6为纬轴回转轴线、7为内框架、8为经轴、9为另一平面反射镜，10为另一经纬仪。

具体实施方式

以下结合给出的实例对本发明作进一步详细说明。

本发明检测水平式望远镜经纬轴垂直度误差的方法，如图3所示，在待测水平式望远镜的纬轴3轴头上安装一平面反射镜4，在该平面反射镜4外侧对应放置一台经纬仪5，调整平面反射镜4的安装角度和经纬仪5的摆放位置，使经纬仪5的光轴与纬轴回转轴线6重合；在待测水平式望远镜的经轴8轴头上安装另一平面反射镜9，在该平面反射镜9外侧对应放置另一台经纬仪10，调整平面反射镜9的安装角度和经纬仪10的摆放位置，使经纬仪10的光轴与经轴回转轴线1重合；转动经纬仪5和经纬仪10的方位轴和俯仰轴，使经纬仪5的光轴与经纬仪10的光轴对准，记下经纬仪5转动的方位角A₁和经纬仪10转动的方位角A₂(如图2所示)，则测得该水平式望远镜的经纬轴垂直度误差为：δ＝90°-(A₁+A₂)。