DE2802148C2 - Photo zenith telescope - Google Patents
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- G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
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Description
Die Erfindung betrifft ein Phoio-Zenit-Teleskop mit einer um eine mit der optischen Achse zusammenfallenden Drehachse drehbaren Empfängerfiäche.The invention relates to a Phoio-Zenith telescope with a coincident with the optical axis about one Rotation axis rotatable receiver surface.
Fin Photo Zenit-Teleskop ist ein ortsfestes, unbewegliches Teleskop, dessen optische Achse auf den Zenit gerichtet ist. Fs registriert photographisch oder photoelektrisch die Passage eines Sternes durch den Meridian des Bcobachiungsortcs, sofern der Abstand des Sternes vom Zenit hinreichend klein ist und innerhalb des Gesichtsfeldes des Teleskops, liegt,Fin Photo zenith telescope is a stationary, immobile telescope whose optical axis points to the zenith is directed. Fs registers photographically or photoelectrically the passage of a star through the Meridian des Bcobachiortcs provided the distance of the star is sufficiently small from the zenith and is within the field of view of the telescope,
Fin bekanntes Photo-Zenit-Teleskop nach Markowitz, das ein 1 löchstmaß an Präzision hinsichtlich seiner Bauart und seiner Meßmethode garantiert, ist das Phtilozcnitteleskop 250/3750 Jer Bauart Ascania dei Fuiniechnik Oberkochen GmbH.Well-known photo zenith telescope according to Markowitz, the one with the highest degree of precision in terms of its Design and its measuring method guaranteed, that is Phtilozcnitteleskop 250/3750 Jer type Ascania dei Fuiniechnik Oberkochen GmbH.
Fs dient vorzugsweise der Messung und permanenten Überwachung der astronomischen Zeit, der Polarwandening der Frde, der Kontinenialverschiebung und ähnlichen Aufgaben, die hohe Präzision und zeitliche Konstanz erfordern. Da dieses bekannte Photo-Zenit-Teleskop nach Markowitz mit einem langbrennweitigen Linsenobjektiv mit der Öffnungszahl N «15 ausgestattet ist, ist seine Leistungsfähigkeit in zweierlei Hinsicht begrenzt: Fs is primarily used to measure and permanently monitor astronomical time, polar walling of the earth, continental displacement and similar tasks that require high precision and temporal constancy. Since this well-known photo zenith telescope according to Markowitz is equipped with a long focal length lens with the aperture number N «15, its performance is limited in two ways:
1. Linsenobjektive sind nur bis zu bestimmten Durchmessern (D<900mm) herstellbar, wobei wegen zusätzlicher thermischer Eigenschaften der realisierbare Durchmesser auf 400 mm oder weniger beschränkt bleibt. Mit diesen realisierbaren Linsenobjektiven können nur verhältnismäßig helle Sterne gemessen werden.1. Lens objectives can only be manufactured up to certain diameters (D <900mm), whereby Due to additional thermal properties, the realizable diameter is limited to 400 mm or less. With these feasible Lens lenses can only measure relatively bright stars.
2. Der unvermeidbare Astigmatismus langbrennweitiger Objektive beschränkt das nutzbare Gesichtsfeld auf etwa ±0,5 Grad. Dadurch wird die Anzahl der meßbaren Sterne begrenzt.2. The unavoidable astigmatism of long focal length lenses limits the usable field of view to about ± 0.5 degrees. This will increase the number of measurable stars.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Phoio-Zenit-Teleskop mit erweitertem nutzbarem Gesichtsfeld und größerer Reichweite anzugeben.The invention is therefore based on the object of a Phoio-Zenit telescope with an extended usable Field of view and greater range to be specified.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für das abbildende optische System ein sphärischer Hauptspiegel mit einem schwach brechenden und bildfelderweiternden Korrektionselement kombiniert ist und daß im Strahlengang zwischen Hauptspiegel und Korrektionselement ein um eine mit der optischen Achse und der vertikalen Geräteachse zusammenfallende Achse drehbarer Zenitspiegel vorgesehen ist. Der genannte Zenitspicgel kann die Funktion eines Quecksilberhorizontes, wie er in Photo-Zenit-Teleskopen nach Markowitz verwendet wird, übernehmen. Es brauchen dazu nur zwei Messungen, zwischen denen der Zenitspiegel um 180 Grad gedreht worden ist, gemittelt zu werden, dann entspricht der Mittelwert dem Wert einer einzelnen Messung, so als ob die Spiegelnormale des Zenitspiegels streng in der Zenitrichtung gelegen hätte.This object is achieved according to the invention in that a spherical system is used for the imaging optical system Main mirror combined with a weakly refractive and image field-widening correction element and that in the beam path between the main mirror and the correction element one to one with the optical Axis and the vertical device axis coinciding axis rotatable zenith mirror is provided. Of the so-called zenith peaks can have the function of a mercury horizon, as it is used in Photo-Zenit telescopes according to Markowitz. Need it only two measurements, between which the star diagonal was rotated 180 degrees, averaged then the mean value corresponds to the value of a single measurement, as if the mirror normal of the zenith mirror would have been strictly in the zenith direction.
Die äußere Normale des Flauptsp^cgels ist senkrecht nach oben und die Normale des Zcnitspicgels senkrecht nach unten gerichtet.The outer normal of the main mirror is perpendicular to the top, and the normal of the central mirror is perpendicular directed downwards.
Zweckmäßigerweise besteht der Zenitspiegel aus einem Planspiegel, der von einer mittels Draht aufgehängten Fassung getragen wird, wobei die Spiegelfassung ein zylindrisches Blech trägt, das in einen Topf eintaucht, der mit einer die Spiegelbcwegung dampfenden Flüssigkeit, beispielsweise öl, gefüllt ist. Bei dieser Ausführi'ngsform können sich Spiegel und Spiegelfassung innerhalb eines hinreichend großen Spiels frei am Draht bewegen. Durch das Eintauehen des mit der Spiegelfassung verbundenen zylindrischen Bleches in einen Topf mit öl wird die Bewegung des Spiegels hinreichend gedämpft, ohne daß seine freie Einstellung behindert ist.The zenith mirror expediently consists of a plane mirror, which is connected by a wire Suspended socket is carried, the mirror socket carries a cylindrical sheet metal that is in a Immersed pot, which is filled with a liquid, for example oil, which steams the mirror movement. In this embodiment, the mirror and mirror mount can be within a sufficiently large Move freely on the wire. By thawing the cylindrical one connected to the mirror mount In a pan with oil, the movement of the mirror is sufficiently dampened without its free movement Adjustment is disabled.
Zur Bestimmung der Lage des Drehpunktes der Empfängerfiäche und der Normalerrichtung des Zenitspiegels dient eine in der Empfängerebene angeordnete Lichtquelle, die mittels Autokollimationsverfahrens in sich selbst abgebildet wird. Wird die Külliinationsmessung in allen Drehlagen von Zenitspiegel und Träger vorgenommen, dann kann der gesuchte Bildpunkt des Zenits bestimmt werden.To determine the position of the pivot point of the receiver surface and the normal direction of the zenith mirror, a light source arranged in the receiver plane is used, which is imaged in itself by means of an autocollimation process. If the cooling measurement is carried out in all rotational positions of the zenith mirror and carrier, then the desired image point of the zenith can be determined.
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Registrierung einer Siernpassage photoelektrisch, wozu in die Bildebene eine Blende in Form einer oszillierenden Schutzscheibe eingeführt wird.In a particularly advantageous embodiment According to the invention, the registration of a Siernpassage takes place photoelectrically, including in the image plane a screen in the form of an oscillating protective disc is introduced.
Zweckmäßigerweise oszilliert die Blende in derAppropriately, the diaphragm oscillates in the
Bewegungsrichtung des das Photo-Zenit-leleskop passierenden Sternes und ist mit mindestens zwei in einem festen Winkel zueinander geneigten lichtdurchlässigen Schlitzen versehen. Ein hinter der Blende angeordneter photoelektrischer Empfänger registriert -. die vom Sternenlicht ausgelösten Impulse.Direction of movement of the photo zenith telescope passing star and is provided with at least two translucent slits inclined at a fixed angle to each other. One behind the bezel arranged photoelectric receiver registered -. the impulses triggered by starlight.
Ist das Zentrum der Blende als. wahlweise einschaltbare Lichtquelle ausgebildet — etwa als eine kleine öffnung mit dahinter angebrachter Lumineszensdiode — dann gewinnt man ein fest mit den Schlitzen ;.. verbundenes Autokollimationszentrum, dessen Lage relativ zum wahren Zenit routinemäßig meßbar bzw. prüfbar ist. Is the center of the aperture as. Optionally switchable light source designed - for example as a small opening with a luminescent diode behind it - then one obtains an autocollimation center firmly connected to the slits, the position of which can be routinely measured or checked relative to the true zenith.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der realisierbare Durchmesser ; ■ eines Spiegelsystems um Faktoren größer ist als der eines Lin?enobjektivs, daß das nutzbare Gesichtsfeld gegenüber den bekannten Photo-Zenit-Teleskopen wesentlich vergrößert ist, daß durch Benutzung von Spiegelmaterial mit vernachlässigbaier thermischer Ausdehnung die thermischen Einflüsse unterdrückt werden und daß die Benutzung von Quecksilber zur Erzeugung eines sogenannten Quecksilberhonzontes überflüssig wird. Ein weilerer Vorteil besieht darin, daß die Lagebeslimmung des Drehpunktes relativ zum wahren Zenit bei einem erfindungsgemäßen Teleskop jederzeit während des routinemäßigen Betriebes durchgeführt werden kann. Bei Teleskopen nach dem Stand der Technik ist dies nur indirekt und im ausgebauten Zustand des Objekiivkopfes möglich. The advantages achieved by the invention are in particular that the realizable diameter; ■ a mirror system is larger by factors than that of a line lens, that the usable field of view is significantly increased compared to the known photo zenith telescopes, that the use of mirror material with negligible thermal expansion suppresses the thermal influences and that mercury is used for the production of a so-called mercury honeycomb becomes superfluous. Another advantage is that the determination of the position of the pivot point relative to the true zenith in a telescope according to the invention can be carried out at any time during routine operation. In telescopes according to the state of the art, this is only possible indirectly and with the lens head removed.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows
F ι g. I die schematische Darstellung eines erfindungsgemäüen Photo-Zenit-Teleskops,Fig. I the schematic representation of an inventive Photo zenith telescope,
F i g. 2 das Schema eines im Beispiel nach F i g. i verwendeten Zenitspiegels,F i g. 2 shows the scheme of one in the example according to FIG. i used star diagonal,
F i g. 3 das Schema eines Autokollimationsstrahienganges zur Bestimmung des Drehpunktes der EmplärigerilÜLhe und der Normalen des Zenitspiegeis.F i g. 3 the scheme of an autocollimation ray path to determine the pivot point of the EmplärigerilÜLhe and the normals of the zenith mirror.
F i g. 4 die Darstellung einer im erfindungsgemäßen Photo-Zenit-Teleskop verwendeten Blende.F i g. 4 shows a diaphragm used in the photo zenith telescope according to the invention.
In der Fig. 1 ist mit 6 ein sphärischer Hauptspiegel mit senkrecht nach oben gerichteter Achse bezeichnet. Der Meniskus 7 behebt die sphärisch1: Aberration des Hauptspiegels und macht ein hinreichend großes Bildfeld nutzbar. Mit 8 ist der Tubus des Teleskop·, und mit 9 ein Deckel bezeichnet, der das Teleskop nach außen abschließen kann. Der Zeniispiegel 10 hat eine senkrecht nach unten gerichtete Spiegelnormale. Das parallele Lichtbündcl eines Sternes, das durch den Meniskus 7 in das Photo-Zenit-Teleskop einfällt, wird vom Hauptspiegel 6 zu einem Bildpunkt Il gebündelt, der am Zenitspie;;el 10 reflektiert und in die Empfängerebene der Empfangseinrichtung abgebildet , wird. Diese Empfangseinrichtung ist in dem in Γ ι g. 1 dargestellten Beispiel eine photoelektrische Scanvorrichtung die aus einer oszillierenden S-jhlitz-Mikrometcrpluttc 12 und einem drehbaren Träger 13 sowie einem phütoelcktrischcri Empfanger 14 besteht.In FIG. 1, 6 denotes a spherical main mirror with an axis directed vertically upwards. The meniscus 7 eliminates the spherical 1 : aberration of the main mirror and makes a sufficiently large image field usable. The tube of the telescope is denoted by 8, and a cover is denoted by 9, which can close the telescope to the outside. The zenis mirror 10 has a mirror normal directed vertically downwards. The parallel light bundle of a star that falls through the meniscus 7 into the photo zenith telescope is bundled by the main mirror 6 to form an image point II, which is reflected at the zenith mirror 10 and imaged in the receiver plane of the receiving device. This receiving device is in the in Γ ι g. The example shown in FIG. 1 is a photoelectric scanning device which consists of an oscillating S-Jhlitz-Mikrometcrpluttc 12 and a rotatable carrier 13 as well as a photoelectric receiver 14.
Der in F i g. 1 mit 10 bezeichnete Zenitspiegel ist in I'ig. 2 schematisch dargestellt. In der F i g. 2 ist mit 16 ein Planspiegel bezeichnet, der von einer Fassung 17 getragen wird. Die Fassung 17 ist ihrerseits an einem dünnen Draht 18 ar.fgehängt. Spiegel und Fassung · können sich innerhalb eines hinreichend großen Spiegels frei am Draht tn.'wcge;i. Die Spiegelfassung trägt ein zylindrisches Blech 19. das in einen mit Ol gefüllten Topf 20 eintaucht. Das öl dämpft die Bewegung des Spiegels, ohne seine freie Einstellung zu behindern. Der Einspannfuß 21 des Drahtes 18 ist um eine näherungsweise senkrechte Achse 22 drehbar. The in F i g. 1 marked 10 diagonal is in I'ig. 2 shown schematically. In FIG. 2, 16 denotes a plane mirror which is carried by a mount 17. The socket 17 is in turn hung on a thin wire 18 ar.f. Mirror and frame can be freely positioned on the wire within a sufficiently large mirror; i. The mirror mount carries a cylindrical sheet metal 19 which is immersed in a pot 20 filled with oil. The oil dampens the movement of the mirror without hindering its free adjustment. The clamping foot 21 of the wire 18 can be rotated about an approximately vertical axis 22.
Bei einer Drehung des Spiegels 16 um die Achse 22 beschreibt die Normale des Spiegels 16 einen Kegel um die wahre Zenitrichtung, auch wenn die Achse der Drehung merklich gegen die Senkrechte geneigt ist. Bei geeigneter Dimensionierung liegen die Restfehler gegen den Kegel in der Größenordnung von 0,01 arc sec. Der Öffnungswinkel des Kegels kann außerdem durch Tarierung des Schwerpunktes sehr klein gemacht werden. Der Zenitspiegel 10 kann die Funktion eines bei Photo-Zenit-Teleskopen konventioneller Bauart üblichen Quecksilberhorizontes übernehmen. Mittelt man zwei Messungen, zwischen denen der Zenitspiegel um 180° gedreht worden ist, dann entspricht der Mittelwert der beiden Messungen dem einer einzelnen Messung, so als ob die Spiegelnormale des Zenitsniegels streng in der Zenitrichtung gelegen hätte. When the mirror 16 rotates about the axis 22, the normal of the mirror 16 describes a cone about the true zenith direction, even if the axis of rotation is noticeably inclined from the vertical. With suitable dimensioning, the residual errors against the cone are in the order of magnitude of 0.01 arc sec. The opening angle of the cone can also be made very small by taring the center of gravity. The zenith mirror 10 can assume the function of a mercury horizon usual in photo zenith telescopes of conventional design. If you average two measurements, between which the zenith mirror has been rotated by 180 °, then the mean value of the two measurements corresponds to that of a single measurement, as if the mirror normal of the zenith mirror had been strictly in the zenith direction.
Die Messung einer Sternpassage erfolgt durch eine vierfache Beobachtung des Sternes. Gegenüber den bekannten Verfahren wird aber der drehbare Träger 13 nur zweimal um je 180 Grad gedreht. Dazu wird der ZenitspLgel 10 beim Meßverfahren mil dem erfindungsgemäßen Phoio-Zenit-Teleskop einmal um 180" gedreht.A star passage is measured by observing the star four times. Compared to the known method, however, the rotatable carrier 13 is rotated only twice by 180 degrees each time. For this purpose, the zenith mirror 10 is rotated once through 180 "during the measuring process with the phoio zenith telescope according to the invention.
Buohachiunu des SterneBuohachiunu of the star
: r.iu-.-r-Stdlunj! : r.iu -.- r-Stdlunj!
Zenitspn.-g-j StellungZenitspn.-g-j position
1. vor dem Siemdurchgung1. before the Siemens penetration
2. \or dem Sterndurchgant:
j. nach dem Sterndurchgang
4 nach dem Sterndurchuani:2. \ before the star straight through:
j. after the star passage
4 after the star throughuani:
0 (J0 (J
IH(J Grad 0IH (J grade 0
180 Grad 180 Grad180 degrees 180 degrees
D 1X0 GradD 1X0 degrees
Solern die Lage des Drehpunktes relativ zum Bildpunkt des Zenits bekannt ist. kann aus der vierfachen Beobachtung sowohl die Zeit des Meridiandurchganges als auch die Zenitdistanz bestimm» werden.As long as the position of the pivot point relative to the image point of the zenith is known. can from the quadruple observation as well as the time of the meridian passage as well as the zenith distance can be determined.
Die Bestimmung des Drehpunktes geschieht im Zuge eines Autokollimationsverfahrens nach F i g. 3. In der F i g. 3 ist mit 23 eine Lichtquelle, mit 10 der Zenitspiegei und mit 6 der Hauptspiegel bezeichnet. Der Strahlengang kehr! nach seiner zweiten Rellexion am Zenitspiegei zur Empfängerebene zurück und bildet die Lichtquelle 23 im Bildpunkt 24 ab. Wenn diese Messung in allen Drehlager) von Zenitspiegel und Träger vorgenommen wird, danii kann daraus der gesuchte BiHpu.iKl des Zenits bestimmt werden.The pivot point is determined in the course of an autocollimation process according to FIG. 3. In FIG. 3 with 23 is a light source, with 10 the zenith mirror and with 6 the main mirror. The beam path is sweeping! after its second reflection at the zenith mirror back to the receiver level and images the light source 23 in the image point 24. If this measurement is carried out in all pivot bearings) of the zenith mirror and carrier, the desired BiHpu.iKl of the zenith can be determined from it.
Die in F i g. 4 gezeigte Blende besteht aus einer Scheibe, welche vorzugsweise aus Glas besteh; und mit Ausnahme der beiden gegeneinander geneigten parallelen Öffnungen 25 und 26 undurchsichtig ist. Liegt diese Scheibe in der Bildebene des Photo-Zenit-Teleskops, dann wandert das Bild 27 eines Sternes in der gezeichneten Spur 28 über die Scheibe. Wird nun die Scheibe in eine oszillierende Bewegung mit hinreichend großer Amplitude parallel zur Sternbewegung versetzt, dann passiert das Sternenlicht bei jeder Oszillation zweimal die Scheibe und erzeugt auf dem dahinter angeordneten photoelektrischen Empfänger elektrische impulse. Aus der zeitlichen Folge dieser Impulse läßt sich der Abstand des Sternes vom Zentrum 29 der Blende 12 und vom Mittelnunkt der os/.illatonschenThe in F i g. 4 screen consists of a disc, which is preferably made of glass; and with Except for the two mutually inclined parallel openings 25 and 26 is opaque. Is this Disc in the image plane of the photo zenith telescope, then the image 27 of a star moves in the drawn track 28 over the disc. If the disk is now in an oscillating motion with sufficient large amplitude parallel to the star movement, then the starlight happens with each oscillation twice the disk and generates electrical signals on the photoelectric receiver located behind it impulses. From the time sequence of these pulses, the distance of the star from the center 29 of the Aperture 12 and from the central point of the os / .illatonschen
Bewegung bestimmen. Bildet man gleichzeitig du·« Zentrum 29 der Blende 12 als wahlweise einschalibari Lichtquelle aus — etwa als eine kleine Öffnung mn dahinter angebrachter Lumineszenzdiode — dann gewinnt man ein fcsl mit den Schlitzen verbundenes Autokollimations/cntrum. Seine Lage relativ /um wahren /enit isl damit leder/eil routinemalliL' leslsiell bar.Determine movement. If you educate yourself at the same time « Center 29 of the diaphragm 12 as an optional einschalibari Light source off - for example as a small opening mn behind it attached luminescent diode - then an autocollimation cntrum connected to the slots is obtained. Its location relative / around true / enit isl leather / eil routinealliL 'leslsiell bar.
Ans praktischen f ■ runden kann es vorlc-'lhalt S'·!·!. ;!!'■ Anti)k(illimiitii)nslii'ht(|iielle aiilierhalb des /cntrums 2^ anzuordnen und mehren', wahlweise i'insehaltharr Lichtquellen /u henut/en.For practical purposes, it can be held back S '·! · !. ; !! '■ Anti) k (illimiitii) nslii'ht (| iielle aiilierhalb des / cntrums 2 ^ to arrange and multiply ', optionally i'insehaltharr Light sources / u henut / en.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782802148 DE2802148C2 (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Photo zenith telescope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782802148 DE2802148C2 (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Photo zenith telescope |
Publications (2)
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|---|---|
| DE2802148B1 DE2802148B1 (en) | 1978-12-14 |
| DE2802148C2 true DE2802148C2 (en) | 1979-09-13 |
Family
ID=6029823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782802148 Expired DE2802148C2 (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Photo zenith telescope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2802148C2 (en) |
-
1978
- 1978-01-19 DE DE19782802148 patent/DE2802148C2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2802148B1 (en) | 1978-12-14 |
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