[發明專利]一種太陽高度角測量儀器

在審

• 申請號: 202011238259.1
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112197740A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 武劭瑄
• 申請（專利權）人: 武劭瑄
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 李青

本發明涉及測量儀器領域，指一種太陽高度角測量儀器，包括X形表和暗箱，暗箱上設有角度可調的鏡筒和可拆卸的尾板，尾板靠近豎直中線處設有縫隙，暗箱上設有觀察窗和條型槽，條型槽內放置第一指針，暗箱內底側設有第一刻度線，第一指針一端搭設在第一刻度線上，另一端連接有第一激光測距儀，暗箱遠離鏡筒一端外側設有第二激光測距儀，第二激光測距儀設有第二指針，尾板內側中線設有第二刻度線，暗箱底部設置三角支架支撐。本發明能使太陽高度角測量值精確到1″，系統誤差僅15″；能有效消除半影造成的測量誤差；能有效屏蔽戶外測量時環境背景光，使得暗箱中的像明亮清晰易于識別讀取；能有效覆蓋0°到90°全部測量范圍，便于攜帶。

技術領域

本發明涉及測量儀器領域，具體是指一種太陽高度角測量儀器。

背景技術

太陽高度角測量是天文愛好者最常見的日常觀測活動，也是每個學校天文教學最常見的演示活動。目前使用的測量工具主要采用了圭表測影法、量角器法和郭守敬法也稱作圭表小孔成像法。主要存在的問題：圭表測影法操作便捷，但無法消除半影對測量精度的影響；量角器法便攜性好，但測量精度過低；郭守敬法雖然測量精度高，但由于戶外測量環境光照較強，導致觀測時，表頭“一”形細絲通過影符所成的像在環境光的干擾下無法被觀測者及時清晰識別，從而無法在太陽高度角最大的時間點快速準確識別影像刻度，易導致測量失敗。更為關鍵的是，當太陽高度角較小時，例如：0°α10°，表的半影會很長且不易與本影區別，導致測量誤差較高，同時由于表影過長，需要很長的圭尺與之匹配，例如：太陽高度角1°時，10cm高的表的影長將達到約572.9.4cm，對圭尺的測量范圍要求較高，不方便攜帶和操作；并且由于圭表測影法和郭守敬法的表與圭是呈90度連接在一起的，圭表測影法和郭守敬法無法精確測量較大的太陽高度角，例如：高度角α接近或等于90°時，表影無限接近表桿，容易導致圭表測影法較高的測量誤差；而由于受到影符自身體積的影響，在接近90度時，郭守敬法的表頭“一”形絲則無法通過影符成像。因此，一種能克服半影對精度的影響、能克服戶外光照對觀測效果的影響、能有效覆蓋全部測量范圍0°≤α≤90°，能達到一定測量精度需求且便于攜帶的太陽高度角測量儀就亟待研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述技術的缺陷，提供一種精確度高、觀測效果好、能夠覆蓋全部測量范圍0°≤α≤90°，便于攜帶的太陽高度角測量儀器。

一種太陽高度角測量儀器，包括X形表和暗箱，所述暗箱的一端上設有角度可調的鏡筒，所述鏡筒與暗箱之間設有遮光布，所述暗箱另一端設有可拆卸的尾板，所述尾板靠近豎直中線處設有縫隙，所述暗箱的一側開設有觀察窗和條型槽，所述條型槽內放置有第一指針，所述暗箱內部底側沿橫向中線設有第一刻度線，所述第一指針的一端搭設在第一刻度線上，所述第一指針另一端位于暗箱外側連接有第一激光測距儀，所述第一激光測距儀的光線發射方向朝向有鏡筒的暗箱的一端，所述暗箱遠離鏡筒的一端外側設有第二激光測距儀，所述第二激光測距儀的光線發射方向朝向暗箱下方，所述第二激光測距儀靠近暗箱一側設有第二指針，所述第二指針可沿尾板的縫隙上下移動，所述尾板內側沿豎向中線設有第二刻度線，所述第二指針的一端搭設在第二刻度線上，所述第二指針的另一端位于暗箱后側通過縫隙連接于第二激光測距儀，所述暗箱的底部設置三角支架支撐；

所述鏡筒的進光端設有遮光罩，所述遮光罩中心設有用于小孔成像的小孔；

所述X形表的頂端設有X形叉絲；

太陽光線，通過照射到X形表，通過X形叉絲并透過鏡筒進光端的小孔在暗箱內的第一刻度線或第二刻度線上形成像。

進一步地，所述鏡筒的兩側均設有一連桿并伸出暗箱，所述連桿位于暗箱外側位置上設有角度調節器。

進一步地，所述暗箱的頂部還設有指南針和水平儀。

進一步地，所述暗箱的底部設有云臺，所述云臺的底部設有用于云臺移動的滑軌平臺，所述三角支架頂部固定于滑軌平臺的底部。