获取全天候天文经纬度间接测定值的方法

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	获取全天候天文经纬度间接测定值的方法
	冒蔚
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL202110543042.X
申请号	CN202110543042.X
	2023-03-21
申请日期	2021-05-18
公开（公告）号	CN113251995A ; CN113251995B
公开日期	2021-08-13
IPC 分类号	G01C1/02
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2023-03-21
学科领域	天文学 ; 天体测量学
产权排序	1
摘要	本发明公开了获取全天候天文经纬度间接测定值的方法，包括各设一块长10米、宽0.5米、厚20厘米的钢筋水泥平台，各自两端竖立高30厘米处于微晶玻璃板的立柱上，有背照光标点光源，其旁边配备CCD相机；本发明的有益效果是，本发明根据多功能天文经纬仪的结构特点和原理，设计了一套测量装置，用于在白天和阴雨天时，测定含有铅垂线方向变化和局部地倾斜成分的人造星像位置，间接推导出白天和阴雨天的本地天文经纬度测定值，从而实现全天候测量铅垂线变化曲线。
主权项	1.获取全天候天文经纬度间接测定值的装置，其特征在于，包含以下步骤： S1:各设一块长10米、宽0.5米、厚20厘米的钢筋水泥平台，各自两端竖立高30厘米处于微晶玻璃板的立柱上，有背照光标点光源，其旁边配备CCD相机； S2:在两光标点光源中间各有一具微晶玻璃板制成的框架，内部固定安装有左右长焦距透镜、左右五棱镜、左右60°转角镜等光学元件，透镜的口径为20厘米、焦距4米，五棱镜和转角镜都是由宽度为10厘米的长方形微晶玻璃平面反射镜组成；框架下面是一只左右长60厘米、宽22厘米的水银盘，盘底面的中间长方形部分是平面，周围是宽5厘米的斜坡，斜率为1/40，水银的深度约1.1毫米； S3:框架内光学元件的安排如图1、2、3所示，以左、右背照点光源的连线为参照线，通过左右长焦距透镜的中心，在各透镜前面或后面设置一片并列两个上下长轴椭圆孔的光栏，把透镜分为内、外两个视场。 S4:把靠近观测室这边的视场称为内视场，由它组成的光路称为第一光路系统，另一边的称为外视场和第二光路系统；在第一光路系统中，如图2所示，左右内半透镜之间的光学原件是左右五棱镜，左右背照点光源的发散光经左右内半透镜成平行光，被10厘米宽的左右五棱镜折转90°向下，由水银面反射回五棱镜，再反射回各自的内半透镜，分别聚焦成像于左右CCD相机上，点像越低，读数yE(1)或yW(1)越大；这一光路，左右两边都是各自折回的光路，互不影响。在第二光路系统中，如图3所示，左右外半透镜之间的光学原件是左右60°转角镜；左右背照点光源的发散光经左右外半透镜成平行光，经10厘米宽的左右60°转角镜分别射向右下方和左下方，经水银面向右上方和左上方反射，分别由右、左60°转角镜转向成为水平方向的平行光，进入右、左外半透镜，分别聚焦成像于相应的CCD相机上，也是点像越低，读数yE(2)或yW(2)越大。 S5:铅垂线方向变化引起的测站经、纬度变化量为Δλ(向东为正)和(向北为正)，换算成角距离的东西分量和南北分量分别为和对于东西方向的平台，第一光路系统中，含(θEW、Δλ)成分的东西两个相机读数分别为：其中，θEW为东西方向的地倾斜量。在东西方向的第二光路系统中，含(θEW、Δλ)成分的东西两个相机读数分别为：对于南北方向的平台，在南北方向第一光路系统和第二光路系统中，含成分的南北四个相机读数分别为：其中，θSN为南北方向的地倾斜量。最后，包含有4只相机零点偏差和点像y坐标直接读数的表达式为：其中，yE0(1)、yW0(2)分别为东端第一和第二光路系统y坐标的零点偏差。yW0(1)、yE0(2)分别为西端第一和第二光路系统y坐标的零点偏差。yS0(1)、yN0(2)分别为南端第一和第二光路系统y坐标的零点偏差。yN0(1)、yS0(2)分别为北端第一和第二光路系统y坐标的零点偏差。 S6：左右合并成： 3(yE0(1)+yW0(1))＝yE(1)+yW(1)；2(yE0(2)-yW0(2))＝yE(2)-yW(2)；3(yS0(1)+yN0(1))＝yS(1)+yN(1)；2(yS0(2)+yN0(2))＝yS(2)+yN(2). (5) 以上表达式中共有12个未知数：8个零点偏差(yE0(1)、yW0(2)、yW0(1)、yE0(2)、yS0(1)、yN0(2)、yN0(1)、yS0(2))，天文经纬度间接测定值Δλ、和局部地倾斜分量测定值θEW、θSN。其中，Δλ、可以取夜间多功能天文经纬仪的观测直接测定值来替代，它们随着各观测日铅垂线方向的变化而变。第二光路系统中4个y坐标的零点偏差公式可改写为：由公式(4)变化可得： θEW、θSN由于只要求相对变化的数值，不要求确定数值，故可以规定在某个日期T0时，θEW和θSN都为零。利用T0日yW(1)、yE(1)、yS(1)、yN(1)的读数，以及和的天文直接测定值。代入公式(7)可求解得T0日的两个零点偏差差值(yE0(1)-yW0(1))和(yS0(1)-yN0(1))的数值。步骤S7：两个零点偏差值的变化量只有±0″.1甚至±0″.01量级，作为常数长期使用，得到局部地倾斜两个分量每日的相对变化值。 2.根据权利要求1所述的获取全天候天文经纬度间接测定值的方法，其特征在于，所述步骤S1中：CCD的y轴向下，其零点在上面。 3.根据权利要求1所述的获取全天候天文经纬度间接测定值的方法，其特征在于，所述步骤S4中：光路的左右两束平行光之间虽有微小的偏斜，基本上是相互重叠地相向而行，如果因重叠对光线传播有所影响，可以将左右点光源先后错开几秒钟开启，使向左和向右的两束光错开几秒钟通过。
语种	中文
专利代理人	王新爱
代理机构	北京权智天下知识产权代理事务所（普通合伙）
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/24522
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, 云南省昆明市官渡区羊方旺396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	冒蔚. 获取全天候天文经纬度间接测定值的方法. ZL202110543042.X[P]. 2023-03-21.

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CN113251995A - 获取全天候（385KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文