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望远镜装置

时间:2013-09-08来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次

望远镜装置

望远镜装置是支撑望远镜的机械结构。望远镜装置的目的在支撑望远镜的质量,并允许仪器精确的指向目标。多年以来已经发展出许多种类的架台,并且大多数的系统都将追踪天体的系统安置在内,以消除地球自转时的影响。
意大利梅拉泰 (LC) 的梅拉泰天文台1米蔡斯望远镜的架台 (南支撑)。
意大利梅拉泰 (LC) 的梅拉泰天文台1米蔡斯望远镜的架台 (南支撑)。
 

固定架台

固定望远镜装置是完全固定在一个位置上,像是天顶望远镜,唯一的指向就是天顶,国家电波天文台的绿堤固定电波角就是建造来观察天鹅座X-1。
 
另一种特别的固定仪是太阳望远镜的架台,望远镜本身是固定不动的,靠者两片平面镜的转动来追踪太阳在天空中的位置。
 

等高仪架台

等高仪架台通常让主要的光学仪器在水平 (方位) 转动时固定在一定的高度角上。它们可以涵盖整个天空,但是只有在目标经过特定的高度和方位时,才能进行短暂的观测。
 

中星仪架台

中星仪架台通常是方位固定,轴只能在高度上转动的架台,通常轴是固定指向南北的方向。只有当天体通过狭窄的南北向线 (子午线) 才能观测,但因为地球的自转,这也允许望远镜看见整片的天空。这型架台通常使用于用来进行精密天体位置测量的子午仪。中星仪架台也用在因为质量太大而难以在多个轴上移动的仪器,像是大的电波望远镜。
 

经纬仪架台

经纬仪架台,或高度-方位架台,允许望远镜独立的在高度上做上下的移动,与方位上做左右的移动。这种简单的机械架台使用在早期的望远镜设计上,因为不能追踪夜空中天体的移动,直到20世纪后期才被非正交系统的赤道仪架台取代。这意味着直到目前它仍然是业余和廉价商品的最爱。由于数位追踪系统的发明,经纬仪架台实际上几乎又被所有的大型研究用望远镜所采用。数位追踪以也很受业余天文学家的欢迎,并普遍使用在望远镜的架台上。
除了在机械上无法轻松的追踪天体运之外,经纬仪架台没有其它的限制。当望远镜追踪时,望远镜的视场会以不同的速度旋转,但是望远镜本体不会,因此在从事天文摄影时需要其它的转动计数器来成像。这种架台也有盲点,或是"天顶洞",在接近天顶附近的视场在方位 (经度) 上的追踪速率变得太高,不能如同赤道仪架台精确的追踪。
威廉赫歇尔的Template:Convert/LoffAnoneDbS 40尺望远镜安装在经纬仪架台上。
威廉赫歇尔的Template:Convert/LoffAnoneDbS 40尺望远镜安装在经纬仪架台上。
 

Alt-alt (方位-高度) 架台

高度-方位架台,或高度-高度-方位架台,的设计类似于水平的英式或约克式赤道仪,或万向节悬吊的万向接头。这种架台(装置)的优点是在天顶附近没有转向上的盲点,并且对天球赤道附近的天体所需要的旋转场是最小的。它的缺点是质量大、结构复杂,且相对于赤道仪有工程上的问题,所以只应用于卫星追踪等专业上。这种装置可能包含第三个方位轴(高度-高度-方位装置),要旋转整个架台才能更平稳的追踪和指向。
一架贝克纳恩卫星跟踪相机,是高度-高度-方位架台。
一架贝克纳恩卫星跟踪相机,是高度-高度-方位架台。
 

赤道仪架台

赤道仪架台有指向南北极的"极轴",这根轴对地面倾斜但平行于地球的自转轴,使望远镜能在东西向的弧上移动;第二根轴垂直于极轴,允许望远镜在南北方上移动。回转或机械计数器驱动极轴以和地球自转相同的速率向反方向旋转,让望远镜可以准确的追随着夜空中的目标移动。赤道仪架台发展出各种不同的形式,包括德式赤道仪(缩写为GEM)、叉式赤道仪、混合形式的英式或约克赤道仪、或轭式赤道仪、和平台式赤道仪,像是Poncet平台。
 
倾斜的极轴增加了架台结构的复杂度,机械系统必须支撑这个轴的一端或两端 (像是叉式或是约克式)。德式或是轭式架台的设计还需要大型的配重器,以平衡望远镜的质量。更大的圆顶和其它的结构也需要增加机械结构的尺寸和增加赤道仪的移动范围。基于这些因素,赤道装置在非常大的望远镜上越来越不可行,现在几乎都被经纬仪架台取代了。
 
在20世纪与过去几个世纪,专业的使用者都热衷于以赤道仪来取代经纬仪。 将经纬仪的基准平面倾斜至与地球的赤道面平行,方向(方位)的移动在天球上扫掠过的弧线就能与天体的移动路径吻合。只要加上一个简单的机械装置,赤道仪就能轻易的进行长时间的观测。同时,视场中的影像不会旋转,加上简单的装置就能进行天文摄影的工作。但是现在,包括业余天文学家都热衷于经纬仪架台。
Alfred Jensch设计的赤道仪装置 (Stützmontierung)
Alfred Jensch设计的赤道仪装置 (Stützmontierung)
 

六足望远镜

取代传统上使用两个轴的架台,这种镜片使用六根可调整的支撑 (六足)。这种架台允许在所有的六个空间自由度中移动,同时还提供了强大的结构完整性。
 
 
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