[发明专利]一种多功能天文经纬仪子午圈测纬的星径曲率改正方法

说明书

本发明公开了一种多功能天文经纬仪子午圈测纬的星径曲率改正方法，其特征在于，包括以下步骤：多功能天文经纬仪采用转轴观测、短曝光采集多幅恒星像；根据多功能天文经纬仪的特点，计算理想情况下的子午圈测纬的星径曲率改正；考虑仪器方位差影响，计算非理想状态下测纬的星径曲率改正公式，能够提高天文纬度测定值的精度。

技术领域

本发明属于天体测量仪器与天文数据处理计算领域，具体地说，涉及一种多功能天文经纬仪子午圈测纬的星径曲率改正方法。

背景技术

多功能天文经纬仪是一台口径为30cm的小型天文望远镜，在观测恒星时，通过实时测定和消除仪器的各种误差，得到高精度的天文经纬度测定值，以保证为地震预报提供前兆信息的可靠性。该仪器在进行数据处理时，测时和测纬是分别进行的。测时平差是采用不同天顶距被测星过子午圈的记录时刻，作与记录时刻有关的各种仪器误差修正后，求解得到钟差(或观测站的天文经度)和方位差。方位差是反映仪器瞬时指向的一种误差，不能直接测定，可在测时平差中求解出来。测纬平差则是采用被测星过子午圈时刻的天顶距记录值，并做各种与天顶距相关的仪器误差修正得到视天顶距，进而求解出天文纬度测定值。可见，反应仪器原理和结构水平的就在于如何测定和修正这些误差。在测时、测纬时候必须做修正的各项误差改正中，只有星径曲率改正是不依赖于测定值的，它是根据观测流程安排，推导相关公式并计算得到。

当仪器方位差较大时，其对纬度测定值的影响会增大，高赤纬星的影响尤为明显(经估算，当方位差为10时秒时，赤纬70°的恒星，其星径曲率改正项可达0.1角秒的量级)。故而，为保证仪器的高精度，必须做子午圈测纬的星径曲率改正。

因此，有必要提供一种多功能天文经纬仪子午圈测纬的星径曲率改正方法。

发明内容

有鉴于此，本发明针对多功能天文经纬仪结构特点、数据处理方法以及观测流程安排，提供了一种多功能天文经纬仪子午圈测纬的星径曲率改正方法，能够提高天文纬度测定值的精度。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种多功能天文经纬仪子午圈测纬的星径曲率改正方法，包括以下步骤：

步骤1、多功能天文经纬仪采用转轴观测、短曝光采集多幅恒星像；

步骤2、根据多功能天文经纬仪的特点，计算理想情况下的子午圈测纬的星径曲率改正；

步骤3、考虑仪器方位差影响，计算非理想状态下测纬的星径曲率改正公式，提高天文纬度测定值的精度。

可选地，所述步骤1中的多功能天文经纬仪采用转轴观测、短曝光采集多幅恒星像，具体为：当一颗被测星星像通过视场中垂线之前开始连续露光，用主光路终端CCD相机先得到50幅人造星像，再得到100幅恒星像，随后将仪器上盘及其以上部分，绕方位轴旋转180°，同时将镜筒随着高度轴旋转至预置天顶距2倍的角度，再次指向被测星开始连续露光，也得到100幅恒星像和50副人造星像。

可选地，所述步骤2中的根据多功能天文经纬仪的特点，计算理想情况下的子午圈测纬的星径曲率改正，具体为：

步骤2.1、转轴前后所有露光图像上的被测星在天球上的对应位置，全部对称于多功能天文经纬仪的子午圈排列，以观测者为天球的中心o，x轴指向西点，z轴指向观测点的天顶，x、y、z三轴满足右手坐标系法则；σσ为周日平行圈，H为子午面，B、F和C、E分别为对称于子午面的平行平面；周日平行圈σσ与平面E、F、H、B、C的交点分别为：σ_n、σ₁、σ₀、σ_-1、σ_-n。σ₀为星过子午圈时的位置，多功能天文经纬仪在转轴前后各进行n次观测，则会有n对平行于子午面的平行平面，它们与周日平行圈亦有对称于σ₀的n对交点；

星径曲率的基本改正公式为：