Устройство фотоэлектрической регистрации моментов прохождения звезд

Устройство фотоэлектрической регистрации моментов прохождения звезд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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