[發明專利]一種恒星時估算方法

有效

• 申請號: 201110312989.6
• 申請日: 2011-10-16
• 公開（公告）號: CN102354254A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 李少昆
• 申請（專利權）人: 中國科學院云南天文臺
• 主分類號: G06C3/00
• 分類號: G06C3/00
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明是一種恒星時估算方法，適用于天文觀測和天體物理研究過程中，對地球上某一經度，一年中某一天的某時刻當地恒星時進行估算。

背景技術

在天文學觀測中，恒星時是一很重要的量，它反映了某地、某時間點天球所處的位置。在天文觀測中對恒星時的計算目前主要有如下方法：

(1)利用電子技術或計算機技術，他們的優點是計算精確。但是儀器設備一般體積較大且易受到周圍硬件、軟件等條件的制約(例如：天文選址過程中電力、計算機硬件、軟件、網絡等因素)；現有的利用電子技術或計算機技術計算恒星時的方法，都是即時顯示當前恒星時或對某一時間點的恒星時進行計算，對一天內恒星時同當地時間的對應關系沒有一個直觀的體現。

(2)天文工作者憑經驗估算，它的優點是不受周圍硬件、軟件等條件影響。但人為因素影響較大，靠經驗估算出的恒星時誤差較大。恒星時主要由當地地理經度、時區、日期、時間等決定，運算較繁瑣，而優良的天文觀測臺址多坐落在海拔3000米以上較高的高原，天文工作者在高海拔缺氧的條件下經常出現低級的計算錯誤。

發明內容

為了解決上面提到的問題，本發明提供了一種新的恒星時估算方法，通過操作器械的過程對恒星時進行估算，避免了上述現有技術存在的不足。

本發明的技術方案如下：

在秋分日，太陽位于天球的秋分點，恒星時與太陽時相同。隨著日期的變化，恒星時相對于太陽時每天提前約(24/365)小時。因此，恒星時

LST≈t-tz+[l/(15°/h)]+(D-D₀)×(24h/365d)????(I)

式中，t為當地時間；tz為當地時間的時區，以0時區向東為正，向西為負；l為當地地理經度，以東經為正，西經為負；D為日期；d和h分別為單位‘天’和‘小時’；常量D₀為秋分日日期；(D-D₀)以天為單位，由于本方法為恒星時的估算方法，D₀統一取9月23日。

上式‘≈’右邊為四部分之和：當地時間t、時區-tz、經度l/(15°/h)、日期(D-D₀)×24h/365d，由于這四個量都具有周期性且它們的變化對恒星時的影響也具有周期性，因此可以通過轉動圓盤刻度來實現上式右邊四部分求和運算；經度、日期部分的乘、除法運算通過圓盤刻度比例來體現。這樣，完全避免了加、減、乘、除運算。

本發明的儀器主要由下盤、中盤和上盤三個部分組成，三個盤圓心重合在轉軸上，由轉軸連接，中盤和上盤可分別繞轉軸獨自轉動。

圓環形的下盤上有圓形刻度將圓等分為288份，每份刻度代表時間為5分鐘。該刻度既是恒星時刻度又是時區刻度標記。

圓環形的中盤位于下盤之上，中盤的內、外邊緣分別有刻度，內邊緣刻度為地理經度，該刻度將圓等分為360份，每份刻度代表1度。外邊緣刻度為當地時間，該刻度將圓等分為288份，每份刻度代表時間為5分鐘，根據不同的用法，外邊緣刻度可為世界時或太陽時，地理經度的0°刻度與當地時間的0時0分刻度互相對應。

上盤為一圓，位于中盤之上，上盤的邊緣為一年的日期刻度，該刻度將圓等分為365份，每份代表1天，遇閏年2月29日可視為3月1日。為便于使用，用標記將秋分日9月23日的刻度標出。

本發明的估算過程中按如下步驟操作器械：

(1)將中盤的0h轉至下盤的時區刻度處，中盤相對底盤轉動的過程便實現了對時區部分-tz的求和運算。

(2)保持中盤不動，將上盤的秋分日轉至當地地理經度l，上盤相對中盤轉動的過程實現了對經度部分l/(15°/h)的求和運算。

(3)固定上盤不動，將中盤0h刻度，也是經度0°刻度，轉至所要估算的日期D的刻度，中盤相對上盤的轉動過程實現了對日期部分(D-D₀)×24h/365d的求和運算。

(4)最后從中盤外邊緣，找到所要估算的當地時間t的刻度。這一刻度所對應的下盤上的時間刻度，即為所估算的恒星時。由于所估算時間t刻度與0h刻度在圓盤上有一夾角，所以該夾角即實現了對時間t的求和運算。

至此，利用圓盤刻度的轉動，完整、準確地實現了對(I)式四部分的求和運算，估算出了恒星時。

在(1)式中：t-tz為世界時，如果已知世界時估算恒星時，可省去對-tz求和過程中的中盤轉動；t-tz+[l/(15°/h)]為太陽時，如果已知太陽時估算恒星時，則可省去對-tz及l/(15°/h)兩部分求和過程中的中盤及上盤的轉動。

本發明有如下優點：