[发明专利]多功能天文经纬仪

说明书

技术领域

本发明属于天体测量仪器技术领域，特别涉及一种用于天体测量的经纬仪。

背景技术

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年发明，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0.4角秒。

原来的子午环是口径15～20厘米、焦距2.0～2.5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。

发明内容

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，本发明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CCD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B₂、D₂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1，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：