[發明專利]獲取全天候天文經緯度間接測定值的方法有效
| 申請號: | 202110543042.X | 申請日: | 2021-05-18 |
| 公開(公告)號: | CN113251995B | 公開(公告)日: | 2023-03-21 |
| 發明(設計)人: | 冒蔚 | 申請(專利權)人: | 中國科學院云南天文臺 |
| 主分類號: | G01C1/02 | 分類號: | G01C1/02 |
| 代理公司: | 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638 | 代理人: | 王新愛 |
| 地址: | 650000 云*** | 國省代碼: | 云南;53 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 獲取 全天候 天文 經緯度 間接 測定 方法 | ||
1.獲取全天候天文經緯度間接測定值的方法,其特征在于,包含以下步驟:
S1:各設一塊長10米、寬0.5米、厚20厘米的鋼筋水泥平臺,各自兩端豎立高30厘米處于微晶玻璃板的立柱上,有背照光標點光源,其旁邊配備CCD相機;
S2:在兩光標點光源中間各有一具微晶玻璃板制成的框架,內部固定安裝有左右長焦距透鏡、左右五棱鏡、左右60°轉角鏡,透鏡的口徑為20厘米、焦距4米,五棱鏡和轉角鏡都是由寬度為10厘米的長方形微晶玻璃平面反射鏡組成;框架下面是一只左右長60厘米、寬22厘米的水銀盤,盤底面的中間長;方形部分是平面,周圍是寬5厘米的斜坡,斜率為1/40,水銀的深度約1.1毫米;
S3:框架內光學元件以左、右背照點光源的連線為參照線,通過左右長焦距透鏡的中心,在各透鏡前面或后面設置一片并列兩個上下長軸橢圓孔的光欄,把透鏡分為內、外兩個視場;
S4:把靠近觀測室這邊的視場稱為內視場,由它組成的光路稱為第一光路系統,另一邊的稱為外視場和第二光路系統;在第一光路系統中,左右內半透鏡之間的光學元件是左右五棱鏡,左右背照點光源的發散光經左右內半透鏡成平行光,被10厘米寬的左右五棱鏡折轉9 0°向下,由水銀面反射回五棱鏡,再反射回各自的內半透鏡,分別聚焦成像于左右CCD相機上,點像越低,讀數yE(1)或yW(1)越大;這一光路,左右兩邊都是各自折回的光路,互不影響;在第二光路系統中,左右外半透鏡之間的光學元件是左右60°轉角鏡;左右背照點光源的發散光經左右外半透鏡成平行光,經10厘米寬的左右60°轉角鏡分別射向右下方和左下方,經水銀面向右上方和左上方反射,分別由右、左60°轉角鏡轉向成為水平方向的平行光,進入右、左外半透鏡,分別聚焦成像于相應的CCD相機上,也是點像越低,讀數yE(2)或yW(2)越大;
S5:鉛垂線方向變化引起的測站經、緯度變化量為Δλ和換算成角距離的東西分量和南北分量分別為和對于東西方向的平臺,yE(1)、yE(2)分別為東端第一、第二光路系統y坐標的讀數;yW(1)、yW(2)分別為西端第一、第二光路系統y坐標的讀數;第一光路系統中,含(θEW、Δλ)成分的東西兩個相機讀數分別為:
其中,θEW為東西方向的地傾斜量;在東西方向的第二光路系統中,含(θEW、Δλ)成分的東西兩個相機讀數分別為:
對于南北方向的平臺,yS(1)、yS(2)分別為南端第一和第二光路系統y坐標的讀數;yN(1)、yN(2)分別為北端第一和第二光路系統y坐標的讀數;在南北方向第一光路系統和第二光路系統中,含成分的南北四個相機讀數分別為:
其中,θSN為南北方向的地傾斜量;
最后,包含有4只相機零點偏差和點像y坐標直接讀數的表達式為:
其中,yE0(1)、yE0(2)分別為東端第一、第二光路系統y坐標的零點偏差;yW0(1)、yW0(2)分別為西端第一、第二光路系統y坐標的零點偏差;yS0(1)、yS0(2)分別為南端第一、第二光路系統y坐標的零點偏差;yN0(1)、yN0(2)分別為北端第一、第二光路系統y坐標的零點偏差;
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)
以上表達式中共有12個未知數:8個零點偏差(yE0(1)、yW0(2)、yW0(1)、yE0(2)、yS0(1)、yN0(2)、yN0(1)、yS0(2)),天文經緯度間接測定值Δλ、和局部地傾斜分量測定值θEW、θSN;其中,Δλ、取夜間多功能天文經緯儀的觀測直接測定值來替代,它們隨著各觀測日鉛垂線方向的變化而變;第二光路系統中4個y坐標的零點偏差公式可改寫為:
由公式(4)變化可得:
θEW、θSN由于只要求相對變化的數值,不要求確定數值,故規定在某個日期T0時,θEW和θSN都為零;利用T0日yW(1)、yE(1)、yS(1)、yN(1)的讀數,以及和的天文直接測定值;代入公式(7)可求解得T0日的兩個零點偏差差值(yE0(1)-yW0(1))和(yS0(1)-yN0(1))的數值;
S7:兩個零點偏差值的變化量只有±0.1″量級,作為常數長期使用,得到局部地傾斜兩個分量每日的相對變化值。
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