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中星仪

观测恒星过中天(过观测站子午圈)时刻的一种天体测量仪器,又称子午仪。结构与子午环相似,但没有精密度盘。利用中星仪可以精确地测定恒星过中天的时刻,以求得恒星钟的钟差,从而确定世界时、恒星赤经和基本天文点的经度 。

中星仪是1684年丹麦人罗默发明的。最初测定恒星中天时刻是用“耳目法”──观测者耳听钟表的秒击声,默读秒数,目视望远镜视场,估读恒星过蛛丝的钟面时刻。到十九世纪中叶,出现了“电键法”──恒星过蛛丝时,观测者手按电键,在记时器上记出钟面时刻。这两种方法都不免带有不同程度的人差。1890年汉堡的列普索尔特发明超人差接触测微器──观测者转动测微螺旋,使动丝跟星移动。测微轮产生的电接触信号输入记时器。这种测微器的测量精度可达到百分之几时秒,近代中星仪应用光电技术,基本上消除了人差,但是,水准读数上仍然存在人差。

中星仪由望远镜、目视接触测微器、寻星度盘、挂水准器、太尔各特水准器以及望远镜支座等部分组成。望远镜通常是折轴式的,口径大多数为70~100毫米,焦距为650~1,000毫米,放大倍率约70~100。中星仪望远镜的视准轴尽量安装在观测站的子午圈平面内,并能在这个平面内旋转。如果仪器存在方位误差、水平轴倾斜误差和视准差,会使望远镜视准轴偏离子午圈平面。为了消除这些误差的影响,中星仪水平轴上挂有一个格值约1″、可估读到0奖1的高灵敏度的挂水准器,以改正水平轴的倾斜。在水平轴的两端各有一段精度极高的圆柱形枢轴,其误差一般小于0.5微米,可保证水平轴倾斜误差和方位误差稳定不变。另外,中星仪对一颗星的观测,分中天前与中天后两次进行。两次观测之间,将望远镜从支座上升起,使水平轴转动180°(称为转轴),以抵消望远镜准直差和挂水准器零点差的影响,从而提高测量精度。在中星仪寻星度盘上,有时还附有一对格值约1″的太尔各特水准器,供测量纬度或恒星赤纬时使用。

中星仪的基座要非常稳定,花岗石的基墩应与观测室完全隔离,以保证仪器的水准气泡和方位稳定。观测室的热辐射和仪器周围温度不均匀,是影响中星仪观测精度的重要因素。


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