航海学天文定位第四篇第5章天体真高度分解
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航海六分仪一、航海六分仪(Marine Sextant)1.结构由架体、测角读数装置和光学系统三大部分组成。
测角读数装置:刻度弧、指标杆、小鼓轮和小游标光学系统主要有定镜、动镜、望远镜和滤光片。
刻度弧(Arc):主弧0︒~130︒,用于读取物标夹角的正角读数余弧从 0︒~-5︒,是负角度数,用于六分仪误差的测定指标杆(Index bar):以刻度弧中心为转轴,末端装有度数指标且可沿刻度弧移动的杆状半径。
望远镜(Telescope):用于放大物标的单筒正影望远镜。
动镜(Index Mirror):物标镜,位于刻度弧的中心。
定镜(Horizontal Glass):地平镜,镜面一半可透视,一半可反射,位于望远镜的光轴上且与光轴成75︒的固定角度。
弹簧夹(Clip):装在指标杆末端且随指标杆移动的止动夹。
小鼓轮(Drum):小鼓轮与弹簧夹和小游标装在一起。
小游标尺(Vernier):装在小鼓轮右边的一条短尺,用来读取测角的小数分。
小游标尺共分 5格,每格为0.′2。
2. 测角读数(1)小游标设计原理:小游标尺上n 个格等于小鼓轮上( n -1)个格的宽度:nK n k )1(-= 小鼓轮上1格刻度与小游标尺上1格刻度的差值nK k K =- K -k 的数值是小游标尺的最小刻度,称为六分仪的最小读数。
国产六分仪的最小读数是 0′.2。
(2)六分仪的测角读数①正角读法整度:在刻度弧;整分:小鼓轮小数:小游标尺②负角读法实际读数是:-(60′- 小鼓轮读数)(3)测角原理h =2ωω是动镜平面与定镜平面的夹角。
当测者看到天体的反射影像与水天线相切时,天体高度h 就等于动镜平面与定镜平面夹角ω的两倍。
2.六分仪误差的检查和校正动镜平面与定镜平面平行时,指标杆应指在刻度弧的0︒处;通过动镜、定镜的入射光线和反射光线要与刻度弧平面平行,而且,两镜面要与刻度弧平面互相垂直;指标杆的转轴应位于刻度弧的中心和各镜片前、后两面都要互相平行,等等。
航海六分仪一、航海六分仪(Marine Sextant)1.结构由架体、测角读数装置和光学系统三大部分组成。
测角读数装置:刻度弧、指标杆、小鼓轮和小游标光学系统主要有定镜、动镜、望远镜和滤光片。
刻度弧(Arc):主弧0︒~130︒,用于读取物标夹角的正角读数余弧从 0︒~-5︒,是负角度数,用于六分仪误差的测定指标杆(Index bar):以刻度弧中心为转轴,末端装有度数指标且可沿刻度弧移动的杆状半径。
望远镜(Telescope):用于放大物标的单筒正影望远镜。
动镜(Index Mirror):物标镜,位于刻度弧的中心。
定镜(Horizontal Glass):地平镜,镜面一半可透视,一半可反射,位于望远镜的光轴上且与光轴成75︒的固定角度。
弹簧夹(Clip):装在指标杆末端且随指标杆移动的止动夹。
小鼓轮(Drum):小鼓轮与弹簧夹和小游标装在一起。
小游标尺(Vernier):装在小鼓轮右边的一条短尺,用来读取测角的小数分。
小游标尺共分 5格,每格为0.′2。
2. 测角读数(1)小游标设计原理:小游标尺上n 个格等于小鼓轮上( n -1)个格的宽度:nK n k )1(-= 小鼓轮上1格刻度与小游标尺上1格刻度的差值nK k K =- K -k 的数值是小游标尺的最小刻度,称为六分仪的最小读数。
国产六分仪的最小读数是 0′.2。
(2)六分仪的测角读数①正角读法整度:在刻度弧;整分:小鼓轮小数:小游标尺②负角读法实际读数是:-(60′- 小鼓轮读数)(3)测角原理h =2ωω是动镜平面与定镜平面的夹角。
当测者看到天体的反射影像与水天线相切时,天体高度h 就等于动镜平面与定镜平面夹角ω的两倍。
2.六分仪误差的检查和校正动镜平面与定镜平面平行时,指标杆应指在刻度弧的0︒处;通过动镜、定镜的入射光线和反射光线要与刻度弧平面平行,而且,两镜面要与刻度弧平面互相垂直;指标杆的转轴应位于刻度弧的中心和各镜片前、后两面都要互相平行,等等。
附篇第五章岁差与章动简介第一节岁差在外力作用下﹐地球自转轴在空间并不保持固定的方向﹐而是不断发生变化。
因此,春分点、天赤道、黄道等用以表征天体位置的坐标系相对于恒星是在缓慢运动的,由此引起的天体坐标相应也有微小变化。
这种现象称为岁差(Precession)和章动(Nutation)。
一、日月岁差(Lunisolar precession)牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。
如附图5-1所示,大地球体近似于赤道半径为长半径的旋转椭圆体,为便于说明问题,可将旋转椭圆体分解成以O为球心的正圆球体和赤道隆起的A和B三部分,它们的质量中心分别在O、A和B。
P n P S为地轴,qq′为赤道面,KK′为黄轴,OL为黄道面。
设外力源位于L处(主要是月亮,太阳影响不大),根据万有引力定律可知,外力对正圆球体的作用力达到平衡,对赤道隆起部分A和B的引力为F A、F B,可分解为与黄道面平行和垂直的两个分力,其垂直分力产生一力偶。
因地球有自转,按力学中进动右手法则,椭圆体的地球受此力偶作用后,使天轴以约23°27′的夹角顺时针(从天球外看)即向西绕着黄轴转动,表现在天球上,天极(如天北极)以约23°27′为半径,围绕着黄极向西进动,周期约为25 800年。
这种进动使天赤道的位置也相应地移动,从而引起天赤道与黄道的交点春分点的位置也随之向西位移,每年约50〞.376(1997),称此为日月岁差。
附图5-1二、行星岁差(Planetary precession)地球除受太阳、月球的引力外还受行星,特别是木星引力的影响,只是因为它们距地球较远,质量亦不大,故各行星对地球的共同引力很小,对地轴的进动不起任何作用,但却能使地球公转的轨道面产生微小的变动,就是说,黄道将有微小的变动,结果引起春分点东移,每年向东移动约0〞.107(1997),它在黄道上的投影为0〞.107cosε=0〞.098(1997),这种岁差叫做行星岁差。