專利名稱：量星尺測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量星星到地球距離的測量儀器，特別是量星尺測 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) 行測量，有使用造父周光關(guān)系測距法，光譜測量法，三角視差法，但天空中 沒有參照物作依據(jù)，測量出的距離準(zhǔn)確性只有天知道，每一次的測量結(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)確測量就成了天文學(xué)的世界難題。
現(xiàn)在天文學(xué)對星球距離測量都是使用三角形視差的方法，也就是先對恒
皇的角度進(jìn)行測量記錄，等到6個月后再對恒星的角度進(jìn)行第二次，測量記 錄，用前后兩次角度的差距用兩個天文單位做三角型的微底線長度計算星球 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。
任何測量前后兩次都會有輕微的誤差，由于現(xiàn)在制造工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步， 測量器材的精細(xì)度不斷提高，前后兩次角度測量的秒差距不斷縮小，計算出 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，星星形成一個爆炸式的向外擴(kuò)散，地球就成了宇宙大爆炸的起爆點， 這都是測量方法的錯誤造成的。
fe實驗證明，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，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 一個角度，全年都可以看見，所以現(xiàn)在用視差法測量的直線，只是在不同 時間測量的同一條直線，計算出的距離，不是星球的實際距離。
星球距離測量的準(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 (三角形測量法)，就是先對恒星的角度進(jìn)行測量記錄，等到6個月后再對 恒星的角度進(jìn)行第二次，測量記錄，用前后兩次角度的差距用兩個天文單位 做三角型的微底線長度計算星球的距離，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個月才能完成，對只有定期出現(xiàn)又不能保留6 個月的星星就不能測量了。

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量儀， 以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
按此目的設(shè)計的一種量星尺測量儀，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量調(diào)節(jié)工具。
本發(fā)明的測量儀器利用橫桿作為一個障礙阻擋，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垂直)進(jìn)行對地球到 星星距離的測量。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個天文單位；也就是說，所測星星到地心 的距離=1秒角差距/視角差距。同時，使用該儀器及方法，可在當(dāng)晚即時準(zhǔn) 確計算出星球的實際距離，不會造成6個月后對星星分辨的麻煩，可以把每 一顆星星逐一測量距離登記入冊，是航天空間探索必須的數(shù)據(jù)。測量儀是大 型的天文觀察設(shè)施，配合障礙式測量方法使用是天文臺必備的天文設(shè)施。其 結(jié)構(gòu)簡單合理、操作方便、測量精度高、測量方法易于理解。


圖1為本發(fā)明一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1中A處放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參見圖1、圖2,量星尺測量儀，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。
其測量方法是
測量星星距離時，第一探頭從橫桿的邊緣對準(zhǔn)被測星星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 了測量被測星星時空中沒有固定點的難題，然后，通過轉(zhuǎn)動微調(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，并同時從橫桿的另一邊緣對準(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，這樣兩個三角形的 角度都是一樣的(ct = P )，就可以把一個長三角形縮小成一個小三角形，三 角形的三條弦都在橫桿之下，長度就可以準(zhǔn)確地測量計算出來了，三角形中 的小角度就是被測量星星的視角差距。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)，在空中保留一段時間 又會定時消失的星星現(xiàn)暫時命名為期星，恒星全年都能看見每天都可以測量 距離，期星只有在季節(jié)性出現(xiàn)要選擇測量距離的時間，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量地點，當(dāng)星星與赤道成直 角時，是這顆星星距離地球最近的時段，地球的自西向東自轉(zhuǎn)每顆星星都會 在晚上不同時段，進(jìn)入測量區(qū)被量星尺測量儀測量視角差距。
三角視差法是最古老的，同時也是最準(zhǔn)確的測量星星距離的方法。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，三角形的計算一定要取得三條直線才能計算出視差距，現(xiàn)在的測量方法 只有一條直線，是用不同時間測量的同一條直線合并而成的三角形，所以不 能準(zhǔn)確地計算出星球的距離。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 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)兩個點同時 向星星觀測，由于有高空中設(shè)置的障礙線，地面的兩個點就不能重疊，展開 一段距離形成了在同一時間內(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，同時也是最準(zhǔn)確 的測量星星距離的方法(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個天文單位；即所測星星到地心的距離=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)，可以即時測量出星星的秒差 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 的星星的實際距離，用這方法可以測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，就可以計算出地球在導(dǎo)軌上行走了多少角度， 再同三角測量法以地球?qū)к壸魅切偷牡拙€長度，就可以計算出這類星星最 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，就可以從障 礙物的兩側(cè)看見星星，其實頭部的左右擺動的過程，人的視線與星星已經(jīng)形 成了一個三角形，頭部的左右擺動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視覺神經(jīng)的反應(yīng)，這一個日常能見的現(xiàn)象， 就可以創(chuàng)新改進(jìn)現(xiàn)在的測量方法，用同樣的三角視差測量法，用同樣的計算 方式，會得到完全不同的測量效果,解決了天文學(xué)星球距離測量的種種難題。
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)確的測量出恒星的實際距離，宇宙航天空間探索就會有新的發(fā)展, 利用本發(fā)明介紹的星星距離測量方法(障礙式測量方法)，可以快速地把星 星的距離測量出來，并且要利用地月星動儀根據(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能見距離都 是一樣的，造出的宇宙模型就會成圓球形，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)明的測量儀器利用橫桿作為一個障礙阻擋，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個天文單位；也就是說，所測星星到地心的距離＝1秒角差距/視角差距。
文檔編號G01C3/10GK101592486SQ200910040600
公開日2009年12月2日 申請日期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 申請人:廖云開