[發明專利]一種多功能天文經緯儀子午圈測緯的星徑曲率改正方法

有效

• 申請號: 202011274725.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112378372B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 蘇婕;張益恭;程向明;楊磊;王建成;陳林飛;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;G01C25/00
• 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

本發明公開了一種多功能天文經緯儀子午圈測緯的星徑曲率改正方法，其特征在于，包括以下步驟：多功能天文經緯儀采用轉軸觀測、短曝光采集多幅恒星像；根據多功能天文經緯儀的特點，計算理想情況下的子午圈測緯的星徑曲率改正；考慮儀器方位差影響，計算非理想狀態下測緯的星徑曲率改正公式，能夠提高天文緯度測定值的精度。

技術領域

本發明屬于天體測量儀器與天文數據處理計算領域，具體地說，涉及一種多功能天文經緯儀子午圈測緯的星徑曲率改正方法。

背景技術

多功能天文經緯儀是一臺口徑為30cm的小型天文望遠鏡，在觀測恒星時，通過實時測定和消除儀器的各種誤差，得到高精度的天文經緯度測定值，以保證為地震預報提供前兆信息的可靠性。該儀器在進行數據處理時，測時和測緯是分別進行的。測時平差是采用不同天頂距被測星過子午圈的記錄時刻，作與記錄時刻有關的各種儀器誤差修正后，求解得到鐘差(或觀測站的天文經度)和方位差。方位差是反映儀器瞬時指向的一種誤差，不能直接測定，可在測時平差中求解出來。測緯平差則是采用被測星過子午圈時刻的天頂距記錄值，并做各種與天頂距相關的儀器誤差修正得到視天頂距，進而求解出天文緯度測定值。可見，反應儀器原理和結構水平的就在于如何測定和修正這些誤差。在測時、測緯時候必須做修正的各項誤差改正中，只有星徑曲率改正是不依賴于測定值的，它是根據觀測流程安排，推導相關公式并計算得到。

當儀器方位差較大時，其對緯度測定值的影響會增大，高赤緯星的影響尤為明顯(經估算，當方位差為10時秒時，赤緯70°的恒星，其星徑曲率改正項可達0.1角秒的量級)。故而，為保證儀器的高精度，必須做子午圈測緯的星徑曲率改正。

因此，有必要提供一種多功能天文經緯儀子午圈測緯的星徑曲率改正方法。

發明內容

有鑒于此，本發明針對多功能天文經緯儀結構特點、數據處理方法以及觀測流程安排，提供了一種多功能天文經緯儀子午圈測緯的星徑曲率改正方法，能夠提高天文緯度測定值的精度。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種多功能天文經緯儀子午圈測緯的星徑曲率改正方法，包括以下步驟：

步驟1、多功能天文經緯儀采用轉軸觀測、短曝光采集多幅恒星像；

步驟2、根據多功能天文經緯儀的特點，計算理想情況下的子午圈測緯的星徑曲率改正；

步驟3、考慮儀器方位差影響，計算非理想狀態下測緯的星徑曲率改正公式，提高天文緯度測定值的精度。

可選地，所述步驟1中的多功能天文經緯儀采用轉軸觀測、短曝光采集多幅恒星像，具體為：當一顆被測星星像通過視場中垂線之前開始連續露光，用主光路終端CCD相機先得到50幅人造星像，再得到100幅恒星像，隨后將儀器上盤及其以上部分，繞方位軸旋轉180°，同時將鏡筒隨著高度軸旋轉至預置天頂距2倍的角度，再次指向被測星開始連續露光，也得到100幅恒星像和50副人造星像。

可選地，所述步驟2中的根據多功能天文經緯儀的特點，計算理想情況下的子午圈測緯的星徑曲率改正，具體為：

步驟2.1、轉軸前后所有露光圖像上的被測星在天球上的對應位置，全部對稱于多功能天文經緯儀的子午圈排列，以觀測者為天球的中心o，x軸指向西點，z軸指向觀測點的天頂，x、y、z三軸滿足右手坐標系法則；σσ為周日平行圈，H為子午面，B、F和C、E分別為對稱于子午面的平行平面；周日平行圈σσ與平面E、F、H、B、C的交點分別為：σ_n、σ₁、σ₀、σ_-1、σ_-n。σ₀為星過子午圈時的位置，多功能天文經緯儀在轉軸前后各進行n次觀測，則會有n對平行于子午面的平行平面，它們與周日平行圈亦有對稱于σ₀的n對交點；

星徑曲率的基本改正公式為：