Пристрій для спостереження зірок в зеніті

Винахід відноситься до області астрономо-геодезичних приладів. Відомі зенітні фотокамери (ЗФК) [1], [2], призначені для спостереження зірок і визначення їх зенітних віддалей, мають суттєві недоліки, а саме, похибки: від непаралельності опорних площин під рівнями відносно фотопластинки, від неперпендикулярності їх осей до оптичної осі ЗФК, неточність виготовлення і юстування рівнів, що зменшує точність ЗФК. Найбільш серйозним недоліком даних конструкцій є те, що для вимірювання положення зображення зірки на фотопластинці необхідно виконувати після обробки пластинки, тобто робота виконується не в реальному масштабі часу і зменшення точності може бути викликано усадкою емульсії при транспортуванні та обробці пластинки. З метою виключення перерахованих недоліків фотореєстрації оптичних сигналів для реєстрації просторового положення зображення предметів широко використовуються системи з зарядовим зв'язком. Найбільш близьким аналогом приладу, що пропонується є зенітна фотокамера для спостереження зірок, описана в [3], в якій оригінальним рішенням є індикатор вертикалі мітки зеніта у вигляді перехрестя, що дає можливість підвищити роздільну здатність. Однак, великий вплив на роздільну здатність чинить розподіл чутливості по площині чутливого елемента приладу із зарядовим зв'язком (ПЗЗ - матриці). Роздільна здатність залежить від схеми організації зчитування. При використанні таких систем можливо те, що зображення точкових об'єктів перехрестя попадатиме в проміжок між фоточутливими елементами, що призведе до грубих помилок. Щоб уникнути цього, необхідно формувати величину точкового зображення більшого ніж розмір проміжку між фоточутливими елементами, наприклад, у вигляді кола. Обробка інформації дозволяє знайти геометричний центр кола з точністю 1/1000 розміру чутливої ділянки, що складає, наприклад, при розмірі ділянки 10мкм, величину близьку до 0,01мкм. така точність визначення центра зображення недоступна ніяким методам фотографування. Аналіз існуючих технічних рішень показав відсутність технічних рішень для даних цілей, які дозволяють підвищити роздільну здатність та точність вимірювань. Даний пристрій ніколи не описувався в проаналізованих матеріалах, отже є новим. Суть винаходу полягає у введенні перед об'єктивом повертаючого навколо вертикальної осі оптичного клину, при цьому світловий промінь, що виходить із колімаційного блоку, проходячи через повертаючий поворотний клин, трипель-призму і зенітний об'єктив, буде на фотоаналізаторі у фокальній площині зенітного об'єктиву описувати коло, послідовно засвічуючи відповідні елементи фотоаналізатора. Обчислені величини, одержані від елементів електричних сигналів дозволяють із високою точністю визначити координати центра вищезгаданого світлового кола. На фіг.1 приведено схему пропонуемого пристрою для спостереження зірок в зеніті. Пристрій складається із зенітного об'єктива (1), фотоаналізатора (2), об'єднаних в одному корпусі (3), колімаційного блоку мітки зеніта з трипель-призмою (4) з механізмом повороту на 180°, змонтованому на спільній основі в єдиному корпусі (14). Особливістю конструкції та нововведенням є розміщення в колімаційному блоці оптичного клину (5) в поворотній оправі (6) з механізмом приводу (7), а фотоаналізатор (2) виконано у вигляді приладів із зарядовим зв'язком, оптично зістикованих по периферії та жорстко закріплених одна відносно одної в корпусі (3). Оптична система містить джерело світла (10), конденсор (11), щілинну діафрагму (12), світлоділильну напівпрозору пластинку з поверхнею під кутом 45° (9), розміщеної на половині фокусної відстані об'єктива (8) від кювети з масляною рідиною (13) - рідинним горизонтом, електронного блоку керування (15). Весь пристрій розміщується на масивному штативі. На фіг.2 приведено схему роботи пристрою. Світловий потік, що генерує джерело (10), проходить через конденсор (11), щілинну діафрагму з круглим отвором (12), відбившись від світлоділильної напівпрозорої пластинки (9) попадає на масляне дзеркало горизонту (13), яке залишається горизонтальним при нахилах корпусу всього пристрою. Відбившись від поверхні дзеркала, світловий промінь проходить знову через пластинку (9), об'єктив (8) і падає на оптичний клин (5) в оправі (6), який обертається за допомогою двигуна (7). Пройшовши через оптичний клин (5) промінь зміститься на величину А і пройшовши через тріпель-призму (4) та об'єктив (1) буде описувати на поверхні фотоаналізатора (2) коло, центр якого буде збігатись з міткою вертикалі (точкою зеніту). Положення центру кола траєкторії світлової плями на чутливій поверхні фотоаналізатора одержують за рахунок обробки даних про положення світлової плями як середнє значення із множини точок з координатами на даному колі. Таким чином, запропоноване технічне рішення дозволяє: Підвищити точність визначення центра мітки зеніта за рахунок "засвічення" більшої кількості чарунок фотоаналізатора у порівнянні, коли мітка зеніту буде визначена лише перетином ліній (перехрестям); Уникнути положення, коли центр попадає в проміжоток між фоточутливими фотоелементами, так як він обчислюватиметься з великої кількості елементів кола. Використання блока матриць приладів із зарядовим зв'язком в якості фотоаналізатора дозволяє розширити поле зору пристрою. Література: 1. "Курс астрофізики і астрономії", A.A. Михайлов, М.: Наука, 1973 2. "Мореходные инструменты и приборы", В.В. Григорьев, Л.А. Самохвалов, А.И. Чубрай, А.И. Щетинина "Транспорт", М.: 1960 3. "Фотографическая зенитная камера" В.Г. Бурачек, Р.Х. Греку, В.И. Дзюбенко, В.М. Живов - авторское свидетельство СССР №1196691 от 8.08.1985г.