双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法

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	双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法
	杨磊; 程向明; 苏婕; 陈林飞; 王建成; 李彬华; 冒蔚; 铁琼仙
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL201210367038.3
申请号	CN201210367038.3
	2012-09-27
申请日期	2012-09-27
公开（公告）号	CN102853766A ; CN102853766B
公开日期	2013-01-02
IPC 分类号	G01B11/00 ; G01C25/00
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2014-12-31
学科领域	天文学
产权排序	1
摘要	双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法，属于天文技术领域，解决了现有测量经纬仪高度轴偏摆的轴准直仪结构复杂、数据处理周期长的问题，包括以下步骤：步骤1，在经纬仪的高度轴的两端，分别设置一号码盘和二号码盘，在每支码盘相应的叉臂上分别设置两对呈对径正交分布的读数头；步骤2，采集望远镜指向各预设天顶距时，各对径读数头的读数之差，建立各预设天顶距与各对径读数头的读数之差的回归模型；步骤3，对观测待测星体时高度轴轴端偏摆的实时测算。本发明方法中的光栅码盘的测量结果是数字量，因此大大提高了高度轴线摆动量测量的效率，可以实现实时测定。
主权项	双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：步骤1，安装检测装置：在经纬仪的高度轴的两端，分别设置一号码盘和二号码盘，所述一号码盘和二号码盘均为角度编码器；在相应于一号码盘的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；在相应于二号码盘的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；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2.1：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A1、 C1的读数之差(A1‑C1)i，读数头B1、D1的读数之差(B1‑D1)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1中：公式1：(A1‑C1)i=ΔA01+2rC11sin(aC11+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ΔA01、rC11和 aC11，其中，ΔA01代表对径读数头A1、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)i代入下述公式2中：公式2：(B1‑D1)i=ΔB01+2rC12sin(aC12+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ΔB01、rC12和 aC12，其中，ΔB01代表对径读数头B1、D1的读数之差的零点偏差；取rC1=(rC11+rC12)/2，式中的rC1代表一号码盘的周期性偏心误差正弦曲线的幅值；取aC1=(aC11+aC12)/2，式中的aC1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=ΔA02+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ΔA02、rC21和 aC21，其中，ΔA02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)i代入下述公式4中：公式4：(B2‑D2)i=ΔB02+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ΔB02、rC22和 aC22，其中，ΔB02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3.1：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A1、C1的读数之差(A1‑C1)z，读数头B1、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B2、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ΔA01、ΔB01、rC1和aC1，以及ΔA02、ΔB02、rC2和aC2代入下述公式5‑8中：公式5：(A1‑C1)z‑ΔA01‑2rC1sin(aC1+z)=2ΔθAC1；公式6：(B1‑D1)z‑ΔB01‑2rC1sin(aC1+z+90°)=2ΔθBD1；公式7：(A2‑C2)z‑ΔA02‑2rC2sin(aC2+z)=2ΔθAC2；公式8：(B2‑D2)z‑ΔB02‑2rC2sin(aC2+z+90°)=2ΔθBD2；由上述公式分别解算出ΔθAC1、ΔθBD1、ΔθAC2和ΔθBD2，其中，ΔθAC1和ΔθBD1 分别为观测待测星体时高度轴西端向北和向上的偏移量，ΔθAC2和ΔθBD2分别为观测待测星体时高度轴东端向南和向上的偏移量；取(ΔθAC1+ΔθAC2)/2为观测待测星体时高度轴东端相对于西端在南北方向上的偏摆量；取(ΔθBD1‑ΔθBD2)/2为观测待测星体时高度轴东端相对于西端向上的偏摆量。根据权利要求1所述的双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法，其特征在于：所述步骤2中的预设天顶距i是指‑75°和75°之间的步距为1°的整数值角度。根据权利要求1或2所述的双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法，其特征在于：所述观测待测星体时高度轴东端相对于西端在南北方向上的偏摆量为 l1sin1"(ΔθAC1+ΔθAC2)/2，式中l1为一号码盘的半径；所述观测待测星体时高度轴东端相对于西端在向上的偏摆量为 l2sin1"(ΔθBD1‑ΔθBD2)/2，式中l2为二号码盘的半径。
语种	中文
专利代理人	陈左
代理机构	昆明正原专利商标代理有限公司
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/11985
专题	天体测量技术及应用研究组
作者单位	中国科学院云南天文台，云南省昆明市东郊凤凰山羊方凹369号
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	杨磊,程向明,苏婕,等. 双码盘检测经纬仪高度轴轴端偏摆的方法. ZL201210367038.3[P]. 2012-09-27.

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文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN102853766A-双码盘检测经纬（795KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN102853766B-双码盘检测经纬（898KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文