Прибор для фотоэлектрической регистрации прохождения звезд

 

Сбои С ветских

СОцмалистических Респ бпиK (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено05.07.71 (21) 1678326/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.09.75Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания 09 «2 7 (5a) М. Кл.

С. 01с 2 1/02

В 63ь 49/00

Гас дарственный камнтат

Саватв Ф4нннатрав СССР па делам нзааретаннй и аткрытнй. (53) УДК 522. 59: 52 8. .28 {088.8) А. А. Гурштейн и А, А. Конопихин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт космических исследований АН СССР (54) ПРИБОР ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ

ПРОХОЖДЕНИЙ ЗВЕЗД

Данное изобретение относится к области астрономических оптико-механических приборов, предназначенных для наблюдений звезд с целью определения координат местонахождения прибора с поверхности тел

Солнечной системы, в частности с поверхности Луны.

Астрономические приборы, используе-:..

1 .мые для решения подобных задач на Земле и измеряюшие зенитные расстояния, 10 азимуты, их разности либо моменты прохождения светил, как правило, дают возможность в результате обработки проведенных измерений получить лишь одну из двух планетографических координат. Отдель- 15 ные астрономические приборы, предназначенные для совместного определения широты и долготы на Земле (универсальный инструмент, астролябия Данжона, циркум-зениталь и другие), не подаются полной автоматизации и не могут, следовательно, автоматически высокоточно определять . планетографические координаты на Луне и других планетах.

Известный автоматический прибор Кэрролла, состоящий из оптической части с широкоугольным объективом, электронного уровня, совмешаюшего оптическую ось с местной вертикалью (после предварительного нивелирования с точностью 10-30), неподвижной непрозрачной маски с радиальными шелями, расположенной в фокальной плоскости, фотоэлектрического приемника, поворотного механизма с приводом для разворота прибора вокруг вертикальной оси, портативного вычислительного устройства и пульта управления, хотя имеет ряд достоинств, пригоден, однако, для наблюдения звезд лишь в узкой зенитной зоне, равной полю зрения трубы, что не позволяет в достаточной степени исключить исходные ошибки координат звезд, (Число достаточно ярких звезд в этой зоне всегда невелико). Невозможно также автоматическое выполнение весьма сложной юстировки прибора (прохождение оптической оси через центр радиальных нитей, выставка по азимуту, предварительное нивелирование и др.) перед сеансом наблюдений.

Целью изобретения является разработ40907 1 расстояниях. 25

Преимушествами указанного прибора являются:

1. Отсутствие необходимости выполнения юстировок прибора с участием человека до начала сеанса наблюдений.

2. Расширение обшей зоны сбзора в процессе сеанса наблюдений, что значительно облегчает выбор звезд, как в отношении их яркости, так и в отношении точности знания их координат, а также позволяет сократить продолжительность каждого сеанса.

3. Возможность повышения точности наблюдений, поскольку предлагаемая конструкция прибора, предусматриваюшая ис- 40 пользование для измерений метода равных высот (наподобие метода, используемого при наблюдениях с астролябией Данжона), не накладывает на это принципиальных ограничений и дальнейшее повышение точно- 45 сти конечных результатов может достигать= ся путем совершенствования технологии изготовления отдельных узлов.

35

Применение предлагаемого прибора на

Луне в различных частях ее поверхности позволит создать сеть опорных фунламер-i тальных пунктов для уточнения исходных . селенодезических дат, а также даст возможность установить аномалии суточного врашения и перемещения полюсов Луны с целью изучения ее внутреннего строения.

Этот >ке прибор может применяться для, ястроопределения на Земле и других планетах. 60 ! ка конструкции прибора, который после установки на поверхности небесного тела, в частности на поверхности луны, полностью автоматически по командам с Земли мог бы выполнить такие наблюдения звезд, данные о которых после обработки позволяли бы получить мгновенные планетографические координаты точки установки прибоpG, Указанная задача решена следуюшим щ

: образом. Зрительная труба, включающая оптическую систему и фотоприемник, вывешена во внутренней раме карданного под,веса, что обеспечивает сохранение постоян ства угла между оптической осью и мест- 15 ной вертикалью, B фокальную плоскость введена дополнительная не прозрачная маска с возможностью поворота ее в плоскости установки в зависимости от азимута визирования. Это позволяет исключить эк-,щ сцентричное прохождение светил. Кроме того, установкой перед объективом призмы расширена область наблюдения, т. е. можно наблюдать звезды на больших зенитных

Предлагаемый прибор схематически изображен на чертежах, где на фиг, l показан его общий вид; на фиг. 2 — неподвижная и подвижная маски; на фиг, 3 — структур-; нс -функциональная схема взаимосвязи группы электронных блоков.

Прибор содержит оптико-механическую и электронную части.

Оптико-механическая часть включает (фиг, 1) зрительную трубу 1 с объективом

: 2, жестко скрепленную с оправой объектива, визирную призму 3, диафрагму 4, неподвижную маску 5 с серией параллельных рабочих щелей, установленную B фокальной плоскости, подвижную маску 6 с одной щелью, расположен|гую вплотную с неподвижной маской 5, и фотоприемник 7, установленный за масками близ фокальной плоскости. Диафраг-, ма 4 снабжена приводом 8, маска 6 для установки ее в требуемое положение также имеет привод 9, например, червячный, Серию рабочих щелей неподвижной маски 5 располагают по отношению к призме 3 таким образом, чтобы их проекции на небесную сферу были параллельны плоскости горизонта, Вся оптическая система и фотоприемник 7 укреплены в корпусе 10. В совокупности они образуют зрительную трубу, предназначенную для визирования светил.

Корпус 10 зрительной трубы подвешивают как маятник на внутренней раме 11 карданного нодвеся, а его внешнюю раму 12 устанавливают на подшипнике 13. Подшипник

13 опирается на внутреннюю поверхность нижнего основания цилиндра 14, который служит верхней частью кожуха, и вместе с установленной на чем внешней рамой 12 приводится в движение относительно нижней части 15 кожуха через исполнительные механизмы кинематической связи 16 электродвигателем 17.

Собственно кожух выполнен в виде стоящих один на другом двух цилиндров, состыкованных своими основаниями так, что цилиндр 14 большего диаметра расположен над цилиндром 1 5 с меньшим диаметром. В верхней части цилиндра 14 находится круговой иллюминатор 18. В нижней части цилиндра 15 смонтирована система глубокого нивелирования, содержащая пэдъемные винты

19, два из которых приводятся в движение реверсивными двигателями 20 с червячными передачами. Управляют двигателями 20 с помошью трех емкостных датчиков, 21. 3 цилиндре 15 смонтирована система аррети-

I рования 22 с исполнительными механизмами 23,(например, электромагнитными фиксаторами) .

Электронная часть (фиг. 3) состоит из.4О9(7 1 командного блока 24, запоминающего уст ройства 25 для заблаговременной закладки установок, дешпфратора команд 26, блока 27 программного управления системой грубого нивелирования, блока 28 управления: 5 подвижной маской 6, блока 29 управления разворотом зрительной трубы, анализатора импульсов 30 фотоприемника 7, блока 31 хранения бортового времени и блока 32 ,сравнения импульсов фотоприемника 7 с бор-д товым временем. Результатами измерения служат данные о моментах прохождения л звезд через шели неподвижной маски 5 в системе бортового времени. 1

Указанные выше блоки соединены i меж- д ду собой в следуюшей последовательности: командный блок 24 связан одновременно с запоминающим устройством 25, дешифрато-:. ром команд 26 и блоком 31 хранения бортового времени. Запоминающее устроиство 20

25 тоже связано с дешифратором команд

26. Последний соединен с блоком 27 программного управления системой грубого нивелирования и блоком 28 управления подвиж« ной маской 6. Кроме того, дешифратор ко- .25 манд 26 имеет связь с исполнительными механизмами, в число которых входит привод 8 диафрагмы 4, привод 9 подвижной маски 6, электродвигатель 17 псдшипника

13 и электромагнитные фиксаторы 23 сис-. 30 темы арретирования 22. С исполнительны- . ми механизмами связаны также блок 27 программного управления системой грубого нивелирования, блок 28 управления подвиж- ной маской 6 и блок 29 управления разворотом зрительной трубы 1. дешифратор команд 26 связан с блоком 29 управления разворотом зрительной трубы 1, который имеет обратную связь с анализаторов импульсов фотоприемника 7. Фотоприемник 7 @ имеет канал связи с блоком 32 сравнения импульсов фотоприемника с бортовым временем, который вводится в блок 32 из бло-! ка 31 хранения бортового времени. Кроме того, блок 32 связан с системой передачи, 5 информации на командный пункт, который может находиться на Земле. В комплекс командного пункта входят передающие и приемные устройства.

Поставленный на поверхность планеты @ астроприбор устанавливают на ровном и твердом груйте. Командный пункт подает на командный блок 24 сигнал на включение прибора. После того, как зрительная труба и

1 путем выкюпочения электромагнитных фик- "э ( саторов 23 разарретируется, выполняется заложенная в блоке 27 программа грубого нивелирования пр!Gopa с помощью подъемных винтов 19 и емкостпых датчиков 21, 1 60

6 которая включается через дешифратор команд 26. После выполнения программы цилиндр 15 прибора оказывается отнивелировано ным с точностью;й 5, а зрительная труба

1 занимает вертикальное положение. В дальнейшем прибор ориентируется по Сол щу. г

Перед этим объектив зрительной трубы диафрагмируется диафрагмой 4 с помошью привода 8. При этом порядок взаимодействия, частей и механизмов аналогичен описываемому ниже порядку звездных наблюдений.

Все эти операции осуществляются однократно.

По окончании процесса ориентации можно на инать собственно наблюдения. По сигналам с командного пункта исполнительные механизмы кинематической связи и электродвигатель 17 осушествляют разворот зрительной трубы 1 для визирования в заданном азимуте. При этом в соответ-» ствии с программой, заложенной в блок

28 управления подвижной маской 6, последняя устанавливается в зависимости от азимута таким образом, что ее шель оказываетсянаклоненнойна определенньш угол по отношению к шелям неподвижной; маски

5. Разворот зрительной трубы 1 продолжается до появления сигнала в фотоприемнике 7 ° Выдача сигнала фотоприемником 7, означает "попадание звезды в наклонную щель маски 6, Последующие действия по наблюдению каждой звезды состоят в следуюшем.

Сигнал фотоприемника 7 проходит через анализатор имцульсов 30, который, разры* вая электрическую цепь, останавливает разворот трубы. В дальнейшем за счет осевого вращения планеты звезда движется вдоль шели маски 6. Сигнал от звезды, исчезает после экранирования света непрозрачным участком неподвижной маски 5. При последующем пересечении звездой рабочих шелей маски 5 фотоприемник 7 регистрирует серию импульсов, которые через анализатор импульсов 30 сравниваются с бортовым временем, что и составляет результат наблюдений. После наблюдения звезды по командам с r „íêòà управления или с запо, минаюшего устройства 25 в описанном выше порядкр. осуществляется разворот зрительной трубы для визирования в новом азимуте следуюшего прохождения.

Работа прибора происходит сеансами, каждый из которых содержит наблюдения .нескольких звезд, по возможности равномерно распределенных по азимуту.

Предмет изобретения

1. Прибор для фотоэлектрической регистрации прохождений звезд, предназначенI I

409071

7 ных преимущественно для наблюдений на

Луне и других планетах, содержащий заключенных в кожух с иллюминатором зрительную трубу с механизмом разворота ее

IIo азимуту, фотоприемнпк с установленной вблизи фокальной плоскости объектива трубы неподвижной маской со щелями, объективную диафрагму и электронную схему выделения полезного сигнала и управления исполнительными механизмами, включающую команд-И ньяи блок, дешифратор командрлок хранения бортового времени, запоминающее устройство, отличающийся тем, что, с целью. автоматизации процесса установки трубы относительно местной вертикали и разворота ее в горизонтальной плоскости с одновре-. менным .повышением точности регистрации, корпус зрительной трубы снабжен системами арретирования и грубого нивелирования и вывешен во внутренней раме карданного 2р подвеса, внешняя рама которого расположе- на на подшипнике, установленном внутри кожуха и кинематически связанном с приводом, перед объективом зрительной трубы

25 установлена призма, жестко связ иная с оправой объектива, а между неподвижной маской и фоторпиемником встроена с возможностью вращения в плоскости дополнительная маска с диаметральной щелью, причем в электронную схему введены блоки управления системой грубого нивелирования и дополнительной маской, входы которых соответственно соединены с блоком управления разворотом трубы и дешифрато-! ром, а выходы - с исполнительными органами последних.

2. Прибор по п, 1, о т л и ч а ю щ и й-, с я тем, что, система арретирования вы-11 полчена в виде электромагнитных фиксато->

)ров, расположенных по периметру корпуса трубы и внутренней поверхности кожуха.

3. Прибор по mr. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с H тем, что система грубого ниве- лирования выполнена в виде емкостных датчиков, располож"=нных на внутренней поверхности кожуха и через реверсивные двигатели связанных с подъемными винтами, 4О9О71

С ) а %, Составитель H.Kàðàíäàøîâà

Изд. М 1ОЬ >

Заказ Я Щ

THpBR 7 82

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раугвская наб., 4

Предприятие сПатент», Москва, Г-59, Ьережковская наб., 24

Редактор р.Ки едатза Техред К.Карандашова корректор H.Ëåáåäåâà