專利名稱：量星尺測(cè)量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量星星到地球距離的測(cè)量儀器，特別是量星尺測(cè) 量儀。
背景技術(shù)：
宇宙的尺度大小是天文學(xué)幾百年來的研究課題，科學(xué)家使用多種方法進(jìn) 行測(cè)量，有使用造父周光關(guān)系測(cè)距法，光譜測(cè)量法，三角視差法，但天空中 沒有參照物作依據(jù)，測(cè)量出的距離準(zhǔn)確性只有天知道，每一次的測(cè)量結(jié)果都 不同，不能準(zhǔn)確地記錄每一顆恒星的距離，宇宙航天空間探索就沒有了依據(jù)， 星球的準(zhǔn)確測(cè)量就成了天文學(xué)的世界難題。
現(xiàn)在天文學(xué)對(duì)星球距離測(cè)量都是使用三角形視差的方法，也就是先對(duì)恒
皇的角度進(jìn)行測(cè)量記錄，等到6個(gè)月后再對(duì)恒星的角度進(jìn)行第二次，測(cè)量記 錄，用前后兩次角度的差距用兩個(gè)天文單位做三角型的微底線長度計(jì)算星球 的距離，前后兩次角度的差距l(xiāng)秒角星球的距離就是3.2616光年，計(jì)算出 星球的距離大部分都在幾十光年到幾十萬光年，現(xiàn)在測(cè)量到星球的距離還不 斷遠(yuǎn)離地球，就有了宇宙膨脹，宇宙大爆炸的新說法。
任何測(cè)量前后兩次都會(huì)有輕微的誤差，由于現(xiàn)在制造工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步， 測(cè)量器材的精細(xì)度不斷提高，前后兩次角度測(cè)量的秒差距不斷縮小，計(jì)算出 星球的距離每一次都不同，星星就不斷遠(yuǎn)離地球，而且越遠(yuǎn)的星星遠(yuǎn)離的速 度越快，星星形成一個(gè)爆炸式的向外擴(kuò)散，地球就成了宇宙大爆炸的起爆點(diǎn)， 這都是測(cè)量方法的錯(cuò)誤造成的。
fe實(shí)驗(yàn)證明，恒星都是太陽系大家族的星球，在太陽系的漩渦中和地球 ^起被太陽風(fēng)旋動(dòng)，在各自的導(dǎo)軌同步行走，在地球上看到它們永遠(yuǎn)都在同 一個(gè)角度，全年都可以看見，所以現(xiàn)在用視差法測(cè)量的直線，只是在不同 時(shí)間測(cè)量的同一條直線，計(jì)算出的距離，不是星球的實(shí)際距離。
星球距離測(cè)量的準(zhǔn)確性關(guān)系到航天空間探索的指引，現(xiàn)在使用的視差法 (三角形測(cè)量法)，就是先對(duì)恒星的角度進(jìn)行測(cè)量記錄，等到6個(gè)月后再對(duì) 恒星的角度進(jìn)行第二次，測(cè)量記錄，用前后兩次角度的差距用兩個(gè)天文單位 做三角型的微底線長度計(jì)算星球的距離，前后兩次角度的1秒角差距星球的 距離就是3.2616光年，需要6個(gè)月才能完成，對(duì)只有定期出現(xiàn)又不能保留6 個(gè)月的星星就不能測(cè)量了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、精確度高的量星尺測(cè)量儀， 以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
按此目的設(shè)計(jì)的一種量星尺測(cè)量儀，包括角度可調(diào)的天文望遠(yuǎn)用探頭， 其結(jié)構(gòu)特征是探頭沿南北指向線方向活動(dòng)設(shè)置，上方橫向固定設(shè)置有截面呈 圓形的橫桿。
所述探頭通過小車設(shè)置在一南北指向的導(dǎo)軌上。
所述探頭包括同在一條南北指向線上的第一探頭和第二探頭，第一探頭 通過第一鉸座設(shè)置在小車上，第二探頭通過第二鉸座設(shè)置在微調(diào)裝置上，微
謫裝置與小車相接。第二探頭與第一探頭的最小距離等于橫桿直徑D。
所述微調(diào)裝置包括絲桿，通過定位座設(shè)置在小車上，并與第二鉸座螺紋 連接。微調(diào)裝置也可以是千分尺或者其它精度更高的測(cè)量調(diào)節(jié)工具。
本發(fā)明的測(cè)量儀器利用橫桿作為一個(gè)障礙阻擋，使觀望星星的探頭之間 形成視角差距，由于南北指向線(子午線)上的平直導(dǎo)軌，實(shí)際是地球表面 的大弧形線，所以三角形的底線就要用地球的半徑作為基數(shù)，用秒差距這種 最古老的，同時(shí)也是最準(zhǔn)確的方法(建立在三角視差的基礎(chǔ)上的，以地球的 子午線平均半徑，地球上任何位置都是與地球的中心點(diǎn)垂直)進(jìn)行對(duì)地球到 星星距離的測(cè)量。用此方法算得，1秒角差距=360* 60* 60/6.2832* 6350 千米=1.309.778.457千米=約8.732個(gè)天文單位；也就是說，所測(cè)星星到地心 的距離=1秒角差距/視角差距。同時(shí)，使用該儀器及方法，可在當(dāng)晚即時(shí)準(zhǔn) 確計(jì)算出星球的實(shí)際距離，不會(huì)造成6個(gè)月后對(duì)星星分辨的麻煩，可以把每 一顆星星逐一測(cè)量距離登記入冊(cè)，是航天空間探索必須的數(shù)據(jù)。測(cè)量儀是大 型的天文觀察設(shè)施，配合障礙式測(cè)量方法使用是天文臺(tái)必備的天文設(shè)施。其 結(jié)構(gòu)簡單合理、操作方便、測(cè)量精度高、測(cè)量方法易于理解。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1中A處放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參見圖1、圖2,量星尺測(cè)量儀，包括角度可調(diào)的天文望遠(yuǎn)用探頭，探 頭沿南北指向線5方向活動(dòng)設(shè)置，上方橫向設(shè)置有截面呈圓形的橫桿l，橫 桿端部固定設(shè)置在南北指向線旁側(cè)的建筑物2上。探頭通過小車6設(shè)置在一 南北指向的導(dǎo)軌10上。探頭包括同在一條南北指向線上的第一探頭11和第 二探頭3，第一探頭通過第一鉸座9設(shè)置在小車6上，第二探頭通過第二鉸 座7設(shè)置在微調(diào)裝置上，微調(diào)裝置與小車相接。第二探頭3與第一探頭11的最小距離等于橫桿1直徑D。微調(diào)裝置包括設(shè)置有調(diào)節(jié)旋鈕8.1的絲桿8, 通過定位座4設(shè)置在小車6上，并與第二鉸座7螺紋連接。
其測(cè)量方法是
測(cè)量星星距離時(shí)，第一探頭從橫桿的邊緣對(duì)準(zhǔn)被測(cè)星星12成了一條直 線a，這條直線的長度是無限長的，橫桿就成了固定在半空中的坐標(biāo)。解決 了測(cè)量被測(cè)星星時(shí)空中沒有固定點(diǎn)的難題，然后，通過轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)裝置的調(diào)節(jié) 旋鈕將第二探頭微調(diào)移出橫桿直徑范圍外，并同時(shí)從橫桿的另一邊緣對(duì)準(zhǔn)星 星，就成了另一條直線b，這條直線與第一條直線a交接并形成一定的張角 oc。星星的距離遠(yuǎn)，擴(kuò)張的角度就小，星星的距離近，擴(kuò)張的角度就大，加 上兩個(gè)探頭之間的距離的一條直線，用顯示屏幕顯示出來就成一個(gè)三角形。
利用三角形的規(guī)律，沿著一條邊線平行地切去一部份，三角形的三個(gè)內(nèi) 角的角度是不變的，由于屏幕上三角形的底線長度有橫桿直徑的長度D，必 須減去才是探頭微調(diào)的水平移動(dòng)的長度L，所以要沿三角型的一條邊線減 去橫桿的直徑，就留下了小三角形，小三角形的張角P，這樣兩個(gè)三角形的 角度都是一樣的(ct = P )，就可以把一個(gè)長三角形縮小成一個(gè)小三角形，三 角形的三條弦都在橫桿之下，長度就可以準(zhǔn)確地測(cè)量計(jì)算出來了，三角形中 的小角度就是被測(cè)量星星的視角差距。圖2中B箭頭為第二探頭平移方向， C箭頭為第一、第二探頭的角度調(diào)整范圍。
其中，在遍布星星的夜空先把星星分成兩大類， 一類是全年都可以看見 的星星稱為恒星，另一類星星只有按季節(jié)性定期出現(xiàn)，在空中保留一段時(shí)間 又會(huì)定時(shí)消失的星星現(xiàn)暫時(shí)命名為期星，恒星全年都能看見每天都可以測(cè)量 距離，期星只有在季節(jié)性出現(xiàn)要選擇測(cè)量距離的時(shí)間，是在這顆星星從出現(xiàn) 到消滅總天數(shù)的中間日，赤道是地球上最好的測(cè)量地點(diǎn)，當(dāng)星星與赤道成直 角時(shí)，是這顆星星距離地球最近的時(shí)段，地球的自西向東自轉(zhuǎn)每顆星星都會(huì) 在晚上不同時(shí)段，進(jìn)入測(cè)量區(qū)被量星尺測(cè)量儀測(cè)量視角差距。
三角視差法是最古老的，同時(shí)也是最準(zhǔn)確的測(cè)量星星距離的方法。它是 建立在三角視差的基礎(chǔ)上，只要使用得適當(dāng)合理就可以把星球距離分別出 來，三角形的計(jì)算一定要取得三條直線才能計(jì)算出視差距，現(xiàn)在的測(cè)量方法 只有一條直線，是用不同時(shí)間測(cè)量的同一條直線合并而成的三角形，所以不 能準(zhǔn)確地計(jì)算出星球的距離。只要利用兩條直線可以合成一條直線的特性， 只要在兩條直線之間加設(shè)障礙不讓兩條直線合并，它的一端連接另一端就會(huì) 展開形成了三角形，只要在高空設(shè)一條固定的障礙線，在地面設(shè)兩個(gè)點(diǎn)同時(shí) 向星星觀測(cè)，由于有高空中設(shè)置的障礙線，地面的兩個(gè)點(diǎn)就不能重疊，展開 一段距離形成了在同一時(shí)間內(nèi)，有三條邊長的三角形。
由于子午線上的平直導(dǎo)軌，實(shí)際是地球表面的大弧形線，所以三角形的 底線就要用地球的半徑作為基數(shù)，用秒差距這種最古老的，同時(shí)也是最準(zhǔn)確 的測(cè)量星星距離的方法(它是建立在三角視差的基礎(chǔ)上的，以地球的子午線平均半徑，地球上任何位置都是與地球的中心點(diǎn)垂直)。
用此方法算得，1秒角差距=360 * 60 * 60 / 6.2832 * 6350千米 =1.309.778.457千米=約8.732個(gè)天文單位；即所測(cè)星星到地心的距離=1秒 角差距/視角差距P。其中，數(shù)據(jù)6.2832為2 7T ， 6350千米為地球半徑。
星星的視差越大，則其距離地球就越近。反之，星星的視差越小，離地 球就越遠(yuǎn)。因有了固定在半空的橫桿作為坐標(biāo)，可以即時(shí)測(cè)量出星星的秒差 距，以地球的半徑為基數(shù)更有依據(jù)，可以分別出在地球周圍和地球同步運(yùn)行 的星星的實(shí)際距離，用這方法可以測(cè)量天空中任何種類的星星。找出定期出 現(xiàn)最近距離的星星就是太陽系的外圍，就可以計(jì)算出太陽系的尺度，就可以 把人類能見范圍的宇宙模型造出來了，有助航天空間探索，對(duì)太陽系以外的 星星探索，要根據(jù)地球運(yùn)行到離該星星最近的位置，進(jìn)行發(fā)射飛行器要等到 一年后，地球回到同樣位置飛行器才能回來地球。
要測(cè)量恒星距離可以利用角度位置不斷變化的星星，這些星星有出現(xiàn)到 消失的過程，按照地球的導(dǎo)軌直徑根據(jù)星星從出現(xiàn)到消失的天數(shù)，地球在地 球?qū)к壣厦刻煨凶?.9856度，就可以計(jì)算出地球在導(dǎo)軌上行走了多少角度， 再同三角測(cè)量法以地球?qū)к壸魅切偷牡拙€長度，就可以計(jì)算出這類星星最 近和最遠(yuǎn)的大約距離，這類星星在地球上能夠看見的天數(shù)不會(huì)超過182天， 恒星是全年都能夠看見所以是太陽系的漩渦中的星星，恒星距離地球不會(huì)超 過太陽系的漩渦外的星星。
上述方法就有如在晚上觀察天上的星星，如果上空有一條竹竿或者電線 都可以擋住人的視線，看不見一顆星星，只要把頭向左右擺動(dòng)，就可以從障 礙物的兩側(cè)看見星星，其實(shí)頭部的左右擺動(dòng)的過程，人的視線與星星已經(jīng)形 成了一個(gè)三角形，頭部的左右擺動(dòng)的距離與障礙物的大小和星星的距離都有 聯(lián)系，根據(jù)利用人類觀看景物時(shí)視覺神經(jīng)的反應(yīng)，這一個(gè)日常能見的現(xiàn)象， 就可以創(chuàng)新改進(jìn)現(xiàn)在的測(cè)量方法，用同樣的三角視差測(cè)量法，用同樣的計(jì)算 方式，會(huì)得到完全不同的測(cè)量效果,解決了天文學(xué)星球距離測(cè)量的種種難題。
宇宙航天空間探索必須要了解星球的距離，按科技能力來決定探索方 向，只要準(zhǔn)確的測(cè)量出恒星的實(shí)際距離，宇宙航天空間探索就會(huì)有新的發(fā)展, 利用本發(fā)明介紹的星星距離測(cè)量方法(障礙式測(cè)量方法)，可以快速地把星 星的距離測(cè)量出來，并且要利用地月星動(dòng)儀根據(jù)地球每天在太陽系的所在位 置記錄，就成了人類能見范圍的宇宙模型，人類向任何方向觀測(cè)能見距離都 是一樣的，造出的宇宙模型就會(huì)成圓球形，有待科技發(fā)展開發(fā)利用。
權(quán)利要求
1.一種量星尺測(cè)量儀，包括角度可調(diào)的天文望遠(yuǎn)用探頭，其特征是探頭沿南北指向線(5)方向活動(dòng)設(shè)置，上方橫向固定設(shè)置有截面呈圓形的橫桿(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述量星尺測(cè)量儀，其特征是所述探頭通過小車(6) 設(shè)置在一南北指向的導(dǎo)軌(10)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述量星尺測(cè)量儀，其特征是所述探頭包括同在一條 南北指向線上的第一探頭(11)和第二探頭(3 ),第一探頭通過第一鉸座(9 ) 設(shè)置在小車(6)上，第二探頭通過第二鉸座(7)設(shè)置在微調(diào)裝置上，微調(diào) 裝置與小車相接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述量星尺測(cè)量儀，其特征是所述第二探頭(3)與 第一探頭(11)的最小距離等于橫桿(1)直徑D。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述量星尺測(cè)量儀，其特征是所述微調(diào)裝置包括 絲桿(8)，通過定位座(4)設(shè)置在小車(6)上，并與第二鉸座(7)螺紋連 接。
全文摘要
一種量星尺測(cè)量儀，包括角度可調(diào)的天文望遠(yuǎn)用探頭，探頭沿南北指向線方向活動(dòng)設(shè)置，上方橫向固定設(shè)置有截面呈圓形的橫桿。探頭通過小車設(shè)置在一南北指向的導(dǎo)軌上。探頭包括同在一條南北指向線上的第一探頭和第二探頭，第一探頭通過第一鉸座設(shè)置在小車上，第二探頭通過第二鉸座設(shè)置在微調(diào)裝置上，微調(diào)裝置與小車相接。本發(fā)明的測(cè)量儀器利用橫桿作為一個(gè)障礙阻擋，使觀望星星的探頭之間形成視角差距，由于南北指向線上的導(dǎo)軌實(shí)際是地球表面的大弧形線，所以三角形的底線就要用地球的半徑作為基數(shù)，算得，1秒角差距＝360＊60＊60/6.2832＊6350千米＝1.309.778.457千米＝約8.732個(gè)天文單位；也就是說，所測(cè)星星到地心的距離＝1秒角差距/視角差距。
文檔編號(hào)G01C3/10GK101592486SQ200910040600
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者廖云開 申請(qǐng)人:廖云開