Устройство фотоэлектрической регистрации моментов прохождения звезд

 

1,УСТРОЙСТВО ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ «CWEHTOB ПРОХОЖДЕНИЯ ЗВВЭД, содержащее астрономический меридианный инструмент, опти ческий анализатор, нанесенный ал плоскопараллельную прозрачную пластину и расположенный г фокальной плоскости астронетнического меридианного инструмента под углом 45 к его главной оптической оси, телевизионный датчик на диссекторе, проекционную оптическую систему, расположенную между оптическим анализатором и телевизионным датчиком, формирователь одноэлектронных импульсов, соединенный входом с выходе диссектора , блок электронных ключей, соединенный входом с выходом формирователя одноэлектронных импульсов, a выходами - со счетчиками, эталон времени и частоты, схему привязки к ппсале времени, соединенную входами с выходами эталона времени и частоты , формирователь сигналов управления, сбейинейньВ входом с выходом схемы привязки к шкале времени, a выходами - с входами телевизионного датчика ., блока электронных ключей и схемы привязки к шкале времени, и цифровую вычислительную машину, соединенную входами с выходами счетчиков. .«Г if eAfSRTfiJ,. .й формирователя сигналов управления и схемы привязки к шкале времени, a выходами -хС входами формирователя сигналов управления, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей спосббности и точности регистрации, оптический анализатор выполнен в виде прямоугольного элемента, состоящего из двух симметрично расположенных относительно оси анализатора равновеликих по площади частей, одна из которых представляет собой зеркальное покрытие, нанесенное на плоскопараллепьную пластину, a другая - диафрагму в пло скопараллельной пластине, 2, Устройство поп,1, отлиш чающееся тем, что формирователь сигналов управления выполнен в виде схемы, содержащей формирователь отклоняющих токов, счетный трип, гер, три делителя частоты, четыре одновибратора и цепочку из последова-g тельно соединенных восьми линий зэ,деряски , причем формирователь отклоняющих токов выходами подключен к фокусирующей и отклоняиздей системе диссектора, a входом - к первому выходу счетного триггера, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока электронных ключ ей, третий и четвертый управляющие i входы которого через первый одновибратор подключены к второму выходу первого делителя частоты, на первый выход которого включен счетный триггер , a на вход - схема привязки к шкале времени, на контрольный вход которой подключены один за другим третий и второй делители частоты, вход которого соединен одновременно с выходом счетного триггера и первым управлянхаим входом блока электронных ключей, a к выходу второго делителя частоты подключена цепочка из последовательно соединенных восьми

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ (ЕСТ(5ЛИК (21) 3230267/40-23 (22) 31.12.80 (46) 30.10.84. Бюл.9 40 (72) A.È.ßçåâ и Э.П.Медведков (71) Сибирский Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений и Иркутский государственный университет им.A.A.Æäàíîâà (53) 53.082.52:552.2(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 330415, кл. С 02 В 23/00, 23.02 70.

2.Авторское свидетельство СССР

ie 437907, кл. С 01 С 21/02//

//С 02 В 23/12, 20.06.72 (прототип). (54) (57) 1 .УСТРОЙСТВО ФОТОЭЛЕКТРИ"

ЧЕСКОИ РЕГИСТРАЦИИ МОМЕНТОВ НРОХОЖДЕНИЯ ЗВЕЗД, содержащее астрономический меридианный инструмент, опти" ческий анализатор, нанесенный на плоскопараллельную прозрачную пластину и расположенный в фокальной плоскости астрономического меридианного инструмента под углом 45О к его главной -оптической оси, телевизионный датчик на диссекторе., проекционную оптическую систему, расположенную между оптическим анализатором и телевизионным датчиком, формирователь одноэлектронных импульсов, соединенный входом с выходом диссектора, блок электронных ключей, соединенный входом с выходом формирователя одноэлектронных импульсов, а выходами - со счетчиками, эталон вре« мени и частоты, схему привязки к шкале времени, соединенную входами с выходами эталона времени и частоты, формирователь сигналов управления, сочиненный входом с выходом схемы привязки к шкале времени, а выходами - с входами телевизионного датчика., блока электронных ключей и схемы привязки к шкале времени, и цифровую вычислительную машину, соединенную входами с выходами счетчиков, „.SUÄÄ 1121585 А

01 С 21/02; О 02 В-23/12 . формирователя сигналов управления и схемы привязки к шкале времени, а выходами - с входами формирователя сигналов управления, о т л и ч а— ю щ е e c я тем, что, с целью повышения разрешающей спосЬбности и точности регистрации, оптический анализатор выполнен в виде прямоугольного элемента, состоящего из двух симметрично расположенных относительно оси анализатора равновеликих по пло" щади частей, одна иэ которых представляет собой зеркальное покрытие, нанесенное на плоскопараллельную пластину, а другая — диафрагму в плоскопараллельной пластине.

2. Устройство по п.1, о т л и - Е ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигналов управления выполнен в виде схемы, содержащей формирователь отклоняющих токов, счетный трип. гер, три делителя частоты, четыре одновибратора н цепочку из последова-Я тельно соединенных восьми линий за,— держки, причем формирователь отклоняющих токов выходами подключен к фокусирующей и отклоняющей системе диссектора, а входом — к первому выходу счетного триггера, первый и второй выходы которого подключены со ответственно к первому и второму управляющим входам блока электронных ключей, третий и четвертый управляющие входы которого через первый одновибратор подключены к второму выходу первого делителя частоты, на первый выход которого включен счетный триггер, а на вход — схема привязки к шкале времени. на контрольный вход которой подключены один за другим третий и второй делители частоты, вход которого соединен одновременно с выходом счетного триггера и первым управляющим входом блока электронных ключей, а к выходу второго делителя частоты подключена цепочка из последовательно соединенных восьми

1121585 линий задержки, выход первой линии задержки подключен к управляющему входу схемы привязки к шкале времени и к цифровой вычислительной машине, выход второй линии задержки— к установочным входам счетчиков, вы1

Изобретение относится к астрономии, предназначается для фотоэлектрической регистрации моментов кульминации эвезд и может быть использовано в службе параметров враще- 5 ния Земли для определения всемирного времени и неравномерности вращения

Земли по результатам наблюдения каждой отдельной звезды, а также для определения прямых восхождений и щ долгот. Кроме того, может быть также использовано для определения широты по способу Талькотта, для получения информации о дрожании звезд, прозрачности атмосферы н эффективном радиусе изображения наблюдаемых звезд.

Известно устройство для определения средних моментов прохождения звезд при фотоэлектрических наблюдениях, содержащее астрономичес- @ кий (меридианный) инструмент, визирную решетку, фотоэлектрический усилитель, запоминающее устройство, устройство для автоматического определения средних моментов прохож" 25 дения звезд (1 .

Наиболее близким к изобретению является устройство фотоэлектрической . регистрации моментов прохождения звезд, содержащее астро- Эо номический меридианный инструмент, оптический анализатор, нанесенный на плоскопараллельную пластину и расположенный в фокальной плоскости астрономического меридианного инструмента под углом 45 к его глав. ной оптической оси телевизионный дат ° чик на диссекторе, проекционную оптическую систему, расположенную между -оптическим анализатором и телевиэионньм датчиком, формирователь одно. 4О электронных импульсов, соединенный входом с выходом диссектора, блок электронных ключей, соединенный входом с выходом формирователя одноэлектронных импульсов, а выходами - 45 со счетчиками, эталон времени и ча-. стоты, схему привязки к шкале времени, соединенную входами с выходами эталона времени и частоты, формирователь сигналов управления, соединен-,5() ный входом с выходом схемы. привязки к шкале времени, а выходами — с вхо ходы четвертой, шестой и восьмой линий задержки непосредственно, а третьей, пятой и седьмой линий задержки через одновибраторы подключены к соответствующим управляющим входами цифровой вычислительной машины.

2 дами телевизионного датчика, блока ,электронных ключей и схемы привязки к шкале времени, и цифровую вычислительную машину, соединенную входами с выходами счетчиков, формирователя сигналов управления и схемы привязки к шкале времени $2 3.

Недостаток указанных устройств состоит в том, что параметр ориентировки инструмента — азимут в принципе не может быть определен по .наблюдению одной звезды. Для определения азимута необходимо наблюдать досточно большую группу звезд при условии неизменнности азимутальной ориентировки инструмента в пределах времени наблюдения этой группы. Это условие практически не выполняется вследствие несовершенства оптикомеханической системы, работающей в режиме высокой маневренности (многократные установки трубы по зенитному расстоянию и перекладки горизонтальной оси на 180 ) в тяжелейших условиях климата открытого павильона. Кроме того, это устройство обеспечивает лишь ограниченное использование информации о прохождении эвезд (не более 253) .

Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности регистрации моментов прохождения звезд при наблюдениях на фотоэлектрических меридианных инструментах, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве фотоэлектрической регистрации моментов прохождения звезд, содержащем астрономический меридианный инструмент, оптический анализатор, нанесенный на плоскопараллельную прозрачную пластину и расположенный в фокальной плоскости астрономического меридианного инструмента под углом.45 к его главной оптической оси, телевизионный датчик на дисректоре, проекционную оптическую систему, расположенную между оптияеским анализатором и телевизионным датчиком, формирователь одноэлектронных импульсов, соединенный входом с выходом диссектора, блок электронных ключей, соединенный входом с выходом формирователя

1121585 одноэлектронных импульсов, а выхода- к соответствующим у р и авляющим вхомк — со счетчиками, эталон. времени дам цифровой выч с в ислительной машины. и частоты схему привязки к шкале. На фнг.1 представл ставлена блок-схема . в емени соединенную входами с выхо- устройства Фотоэлек р

t ект ической егистP ами эталона времени и частоты, фор- рации моментов прохожп ения эвезд

Ч мирователь сигналов управления, ñoå- общий вид на Фиг. дами э ви на фиг.2 — конструкция д ииенный входом с выходом схемы прн- анализатора. вязки к шкале времени, а выходами — Схема устройст д р а ст йства соде жит мериинст ент (объектив) 1, с входами телевизионного датчика, дианный инструм ( оптический анализатор (зеркальная блока электронных ключей и схемы при. к шкале времени, и цифровую 10 линейка ) 2, линзы Фабри 3, оптивязки к вычислительную машину, соединенную ческий компенсатор ато 4 световоды 5 и

7 Фо ми ователь 8 сигвходамн с выходами счетчиков, Фор- 6, диссектор,фор р мирователя сигналов управления и вления фо »крователь 9 схемы привязки к шкале времени, а токов счетный триггер пе вый вто ой и третий делитевыходами — с входами формирователя 3$ 10, первый, s op сигналов управления, оптический ана- ли частоты 11, 1, ф р ро т 11 17 и 18 формировалиэатор выполнен в виде прямо- тель 12 одноэлектрокных импульсов, угольного элемента, состоящего из блок электронны х ключей 13 однодвух сиыжетрично расположенных от- ты 14 27 28 и 29 счетчики

15 и 16 линки задержки 19 и,26, носительно оси анализатора, равно- 20 15 и 16, линки з д у великих по площади частей, одна из цифровую вычисл у в ю вычислительную машику 30, которых представляет собой зеркаль-, схему привязки к ки к шкале координироное покрытие, нанесенное на плоско- ванного времени 3, э е 31 эталон времени параллельную пластину, а другаядафрагму в плоскопараллельной плас- 2 устройство ра отает следующим образом.

Кроме того, формирователь сигна- .Объектив 1 пассажного инструиенлов управления выполнен в виде схе- та Формирует в фо а т в окальной плоскости мы содержащей формирователь откло- изображение звезды. эвез . Оптический ананяющкх токов, счетный триггер, три

У лизатор зеркальная делителя частоты, четыре одновибра30 устанавливается анал р огкчно зе кальной тора и цепочку из последовательно решетке традиционного фотоэлектрксоедкненных восьми линий задержки, ческого пассажного рум п кчем формирователь отклоняющих Оптический анализатор,зеркальная пр ч токов выходами подключен к фокуси- линейка представ

° ей и отклоняющей системе дис- 3> параллельную пластинку нз полировансектора, а входом " к первому вы- ного оптического г стекла на обращенходу счетного тpиггера, перв го триггера первый к ной в сторону объектива поверхновторой выходы которого подключены соответственно к первому к второму прозрачная и зеркальная полосы, разуправл яющим входаи блока электрон- 40 деленные по прямой линии АА — оси ных ключей, третий и четвертый уп- анализатора. Прямолинейна р ц я r ани а р вл авлякщие входы которого через раздела АА полос аз ела АА полос является главной первый одновибратор подключены к а ализато а иг.2 .Шк ина второму выходу первого делителя н е кальной полос в рабочастоты на первый выход котороГо 4 чей области ана р д чей области анализатора должна быть включен счетный триггер, а на вход- минимальной, ио дос

Ф ио остаточной для тосхема привязки к шкале времени, на ий конт кзображекоитрольный вход которой подклю- его пв емещении вдоль чекы один sa другим третий и второй осн AA не выход»»л з ред у л за п делы указан. делители частоты, вход последнего „ ных полос.. соединен:одновременно с выходом счетного триггера и первы» управ- ливается такии обр т к и об азом чтобы ось ляющкм входом блока электронных AA лежала в фокальной плоскости инключей, а к выходу второго делителя частоты подключена цепочка главной оптической осью кнструмениз последовательно соединенных та а направление оск АА совпадата, а напр восьми линий задержки, выход nepsoN ло с напра к ло с нап авленкеи касательной к траекто ки изображения звезды в точке кульминации. При появлении кзобралинки задержки подключен к управляю- екторки из Р щему входу схемы привязки к шкале времени и к цифровой вычислительной жения звезды в рабочей о абочей области опмашине,. выход второй линии задержки - 60 тического анализатора 2 инструмент к установочным входам счетчиков, вы- 1 ориентируется по зенитному расстояходы четвертой, шестой и восьмой ли- нию таким образом, чтобы изображений задержки непосредственно, а тре- ние звезды делилось р це р елилось r анкцей раздетьей, пятой и седьмой линий задерж- ла АА, осью анализатора 2 прибли-. ки через одновибраторы подключены 85 зительно пополам (течнее, чтобы

1121585 проходящий и отраженный r-отоки от звезды были приблизительно равны), и в таком положении инструмент 1 закрепляется.Для выравнивания коэффициентов пропускання оптических каналов используется компенсатор 4, При прохождении изображения звеэды по рабочей области анализатора 2 отраженный и проходящий световые потоки пЬдводятся с помощью цветоводов 5 и 6 к двум фиксированным 10 участкам засветки на фотокатоде диссектора 7. В устройстве используется диссектор с увеличенным гырезающим отверстием, что обеспечивает увеличение диаметра открытой области фотокатода, а следовательно, .и прием в полной мере световых потоков с участка засветки, центры которых лежат на прямой, параллельной направлению строчной развертки, .@ симметрично относительно центра фотокатода. На строччую катушку фокусирующей и отклоняющей системы дисаектора 7 с формирователя отклоняющих токов 9 подаются раэнополярные прямоугольные импульсы, вызывающие скачкообразные перемещений открытой области фотокатода иэ одного ,участка засветки в другой. Формирователь отклоняющих токов 9 управляется сигналом с прямого выхода счетного триггера 10, на вход которого подаются формируемые на выходе первого делителя частоты 11 импульсы с частотой следования 2 кГц. Таким образом, период коммутации, т.е. интервал времени, в течение которого происходит поочередное преобразование проходящего и отраженного световых потоков в электрический сигнал, ранен 1 мс. 4Q

Анодные одноэлектронные импульсы диссектора 7 формируются наносекунд. ным усилителем-формирователем 12 и подаются на вход блока ключей 13, состоящего из четырех электронных 45 ключей Kl Ê2,КЗ и К4. Электронные ключи Kl и К2 открываются поочередно под действием сигналов с прямого и инверсного выходов счетного триггера 10, а импульсы с их выходов подаются соответственно на входы электронных ключей КЗ и К4, которые закрываются импульсом с выхода первого одиовибратора 14, запускаемого отрицательным перепадом напряжения с второго выхода делителя частоты 11.

Импульсы с выходов электронных ключей КЗ и К4 поступают на входы первого и второго счетчиков 15 и 16 соответственно. Таким образом осуществляется передача информации из 60 канала проходящего света на первый счетчик 15, а с канала отраженного света соответственно на второй счетчик 16. При этом интервалы времени, на которых каждый из световых пото- : 65 ков (проходящий и отраженный) преобразуются в электрический сигнал н режиме счета одноэлектронных импульсов,равны, периодически чередуются и имеют номинальное значение 0,5 мс эа вычетом малых (порядка 0,01 мс) интервалов времени, в пределах которых осуществляется переключение открытой области фотокатода диссектора 7 с одного участка засветки на другой и которые определяются параметрами сигнала на выходе первого одновибратора

14, В пределах прю енимости счетного режима диссектора 7 можно считать, что показания С1 и С2 счетчиков 15 и

16 пропорциональны проходящему и отраженному световым потокам от звезды, которые в первом приближении определяются площадями верхнего Ss u нижнего 5„сегментов, как частями звездного изображения, разделенными осью оптического анализатора

С1 Sв

Г2 зн

I при условии, что иэображение звезды представляет собой равномерно освещенный.кружок. Моменты времени и соответствующие им интегральные значения световых потоков, выраженные числом попадающих в интервалы иэмере. ния импульсов, являются исходной информацией для расчета параметров траектории движения изображения звезды в поле анализатора. Поэтому показания счетчиков 15 и 16, получаемые периодически на измерительном интервале и привязанные к координированному времени, вводятся н цифровую вычислительную машину 30.

Процесс вода информации в ЦВМ 30 задается сигналами с выходов формирователя сигналов управления 8. B частности, его второй делитель частоты 17, на вход которого подается сигнал с прямого выхода счетного триггера 10 служит для задания измерительного интервала йТ и циклов переноса информации в ЦВМ 30, Ймпуль. сы с выхода делителя частоты 17 запускают цепочку из восьми линий задержки 19 — 26, импульсы с отводов которой управляют процессом ввода информации в ЦВМ 30. На информационные входы блока запоминания ЦВМ

30 подводится информация в ниде двоично-десятичных кодов с первого и второго счетчиков 15 и 16 и с соответствующих выходов схемы привязки к шкале координированного времени 31, Импульс с выхода первой линии задержки 19 производит перенос инфор" мации с кодовых выходов первого и второго счетчиков, а также входящего в состав схемы привязки к шкале эталонного времени счетчика-таймера в соответствующие запоминающие устройства

1121585

1ВМ 30, из которых информация последовательно переводится в память ЦВМ под воздействием сигналов с выходов третьего одновибратора 29, четвертой .пинии задержки 22, второго Одновибрагора 28, шестой линии задержки 24,четвертого одновибратора 27 и восьмой линии задержки 26.

Зафискированная в блоке памяти

ЦВМ информация обрабатывается в ЦВМ по программе в соответствии с алгоритмом вычисления моментов кульминациЯ звезд и других определяемых величин, Предлагаемое устройство позволяет повысить разрешающую способность 15 и точность регистрации моментов прохождения звезд при наблюдениях на фотоэлектрических меридианных инструментах, так как несовершенство механической системы меридианного ин-2О струмента не оказывает существенного влияния на результат наблюдений момента кульминации звезды.

Каждое наблюдение звезды дает независимый момент кульминации.

Для наблюдения используется наиболее благоприятная зенитная зона для пунктов, расположенных в средних и высоких широтах (зона склонений 40

75 ) .

Предлагаемое устройство обеспечивает наивысшую точность фотоэлектрического биссектирования эвезд в авто. матическом режиме позволяет осуществить определение широты по способу

Талькотта путем сравнений параметров траекторий изображений северной и южной звезд пары Талькотта с целью измерения разности зенитных расстояний эгих эвезд.

Кроме того, устройство обеспечивает получение из наблюдательных данных информации о состоянии атмосферы на линии визирования по следующим параметрам коротко-периодические рефракционные флуктуации (дрожание эвезд), эффективный диаметр чзображения эвезд, прозрачность ат осферы.

Е3 3еревч С3 стило ПП 4ериве pg фие.8

Составитель П.Юров

Редактор М.Дилин Техред N.Кузьма Корректор В.Сирохман;

Эакаэ 7970/33 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб, д,4/5 ! У к у

В М

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4