射电六分仪

射电六分仪

放在船舶或飞机上的小型射电望远镜
射电六分仪(radiometric sextant)是一种放在船舶或飞机上的小型射电望远镜,因与光学六分仪用途相同而得名。用跟踪和探测天体的不可见自然辐射(包括无线电、红外线、紫外线)波的方法测量天体方位的仪表。能接收天体辐射的无线电波和用人工平台自动观测天体高度的射电六分仪[1]。
  • 中文名:射电六分仪
  • 外文名:射电六分仪
  • 用途:
  • 领 域:导航
  • 类 型:射电望远镜
  • 光波类型:无线电、红外线、紫外线
  • 类似六分仪:陀螺六分仪、摆式六分仪

简介

射电六分仪(radiometricsextant)是一种放在船舶或飞机上的小型射电望远镜,因与光学六分仪用途相同而得名。用跟踪和探测天体的不可见自然辐射(包括无线电、红外线、紫外线)波的方法测量天体方位的仪表。

它工作在微波波段,自动跟踪太阳、月球或人造卫星,把录下的天体(或人造卫星)地平坐标数据连同时间信息输入电子计算机,处理后给出船只或飞机所在地的地理位置。射电六分仪观测不受云雾甚至暴风雪的影响,因此可以全天候工作,以补光学方法的不足。

六分仪

产品介绍

六分仪是一种双重反映的导航仪器,用于测量两个可见物体之间的角距。六分仪的主要用途是为了天文导航的目的,测量天文物体与地平线之间的角度。这个角度的估计,高度,被称为瞄准或射击物体,或视线。角度和测量时间可用于计算航行或航空图上的位置线,例如在中午或北极星期(北半球)观察太阳以估计纬度。瞄准地标的高度可以给出距离的度量,并且水平地保持六分仪可以测量对象在图表上的位置之间的角度。六分仪也可用于测量月球与另一个天体(如星星或星球)之间的月球距离,以确定格林威治标准时间,从而确定经度。约翰·哈德利(1682-1744)和托马斯·戈弗雷(Thomas Godfrey,1704-1749)1730年左右首先实施了这项文书的原则,但以后在以前的着作中也发现了以撒的牛顿(1643-1727)。 1922年,它被葡萄牙导航员和海军官员Gago Coutinho修改为航空导航。  

优势

像Davis象限(也称为backstaff)一样,六分仪允许天体相对于地平线进行测量,而不是相对于仪器。这样可以实现极佳的精度。然而,与后卫不同,六分仪允许直接观察星星。这样可以在晚上使用六分仪时,难以使用。对于太阳能观测,过滤器可以直接观察太阳。

由于测量是相对于水平线,测量指针是到达地平线的光束。因此,测量受到仪器的角度精度的限制,而不是像在水手的星座或类似的旧仪器中一样的alidade的长度的正弦误差。  

六分仪不需要完全稳定的目标,因为它测量相对角度。例如,当在移动的船上使用六分仪时,水平和天体物体的图像将在视野中移动。然而,两个图像的相对位置将保持稳定,并且只要用户可以确定天体何时接触水平线,测量的精度将保持比运动的大小高。

六分仪不依赖于电力(不同于许多形式的现代导航)或任何人为控制的(如GPS卫星)。由于这些原因,它被认为是一种非常实用的船舶后备导航工具。

设计

六分仪的框架是一个大约为圆形(60°)的1/6的扇形,因此它的名字(sextāns,-antis是“六分之一”的拉丁语)。使用较小和较大的仪器(或已使用):八分之一,五分之一(或戊)和(双反射)象限,跨越大约1/8的圆(45°),1/5的分别为圆(72°)和1/4(90°)。所有这些仪器可能被称为“六分仪”。

附在框架上的是“地平线反射镜”,一个分度镜臂,用于移动索引镜,瞄准望远镜,遮阳镜,刻度尺和千分表,用于精确测量。刻度必须刻度,以便标记的刻度刻度将两倍于索引臂转动的角度。八分圆,六分,四分和四分之一的刻度分别从零下降到90°,120°,140°和180°。例如,旁边显示的六分仪具有从-10°至142°刻度的刻度,因此基本上是一个五分之一:框架是一个圆形的扇形区域,在该位置的枢轴处对着76°(不是72°)的角度指数臂

通过考虑固定射线(反射镜之间),物体射线(来自目标物体)和垂直于折射镜的法线方向的关系,必须进行双倍刻度读数。当指针臂移动一个角度,例如20°时,固定光线与法线之间的角度也增加20°。但入射角等于反射角,因此物体光线与法线之间的角度也必须增加20°。因此,固定射线与物体光线之间的角度必须增加40°。  

当今市场上有两种水平镜,两种类型都能获得良好的效果。

传统的六分仪有一个半平面镜,它将视野分为两部分。一方面,有一个视野;另一方面是天体的视图。这种类型的优点是地平线和天体物体都是明亮的,尽可能清晰。这在夜晚和阴霾中是优越的,当地平线很难看到。然而,必须扫除天体,以确保天体的最下肢触及地平线。

全地平线六分仪使用半镀银水平镜来提供全景视野。这使得很容易看到天体的底肢何时触及地平线。由于大多数景点都是太阳或月亮,阴霾很少见,阴影不足,半视镜的低光优势在实践中很少见。

在这两种类型中,较大的镜子可以提供更大的视野,从而使得更容易找到天体。现代六分仪通常有5厘米或更大的镜子,而19世纪的六分仪很少有一个大于2.5厘米(1英寸)的镜子。在很大程度上,这是因为精密平面镜生产成本较低,而且成本较低。

当地平线看不见时,人造地平线是有用的,如在雾中,无月亮的夜晚,平静的时候,通过窗户或被树木或建筑物包围的土地上进行观察时。专业六分仪可以安装人造地平线代替地平线镜组件。人造地平线通常是用气泡观察流体充满管的镜子。

大多数六分仪还可以使用过滤器,以便在观察太阳并减少雾霾的影响时使用。过滤器通常由一系列逐渐变暗的眼镜组成,可以单独使用或组合使用以减少雾度和太阳的亮度。然而,也制造了具有可调偏振滤光器的六分仪,其中通过扭转滤光片的框架来调节黑暗度。  

大多数六分仪安装1或3功率单眼用于观看。许多用户喜欢一个简单的瞄准镜管,它具有更宽更明亮的视野,并且在夜晚更容易使用。一些导航员安装了一个光照放大单眼,以帮助看到无月之夜的地平线。其他人喜欢使用点燃的人造地平线

专业六分仪使用点击停止度量度和蠕虫调整,读取一分钟,1/60度。大多数六分仪还包括一个在蜗轮表盘上的游标,读数为0.1分钟。由于1分钟的误差约为海里,天文导航的最佳可能精度为约0.1海里(200米)。在海上,在几个海里,在视觉范围内的结果是可以接受的。一个高技能和有经验的导航仪可以确定位置,精度约为0.25海里(460米)。

温度的变化会扭曲弧线,造成不准确。许多导航员购买防风雨箱,以便六分仪可以放在机舱外面,达到平衡。

视线

太阳,星星或行星与地平线之间的角度的视线(或度量)是通过使用可见的地平线安装在六分仪上的“星形望远镜”完成的。在海上的一艘船上,即使在阴天的时候,也可以从水面上方的低高度进行瞄准,以获得更明确,更好的视野。导航员用右手柄握住六分仪,避免用手指触摸弧。  

对于太阳瞄准具,使用过滤器来克服眩光,例如覆盖折射镜和水平镜的“阴影”,其设计用于防止眼睛损伤。通过将索引栏设置为零,可以通过望远镜查看太阳。释放索引栏(通过释放夹紧螺丝,或使用快速释放按钮在现代仪器上),太阳的图像可以降低到大约水平线的水平。需要翻转水平镜阴影才能看到地平线,然后旋转指针杆末端的微调螺丝直到太阳的底部曲线(下肢)触及地平线。关于望远镜轴线的“垂直”六分仪确保了垂直放置仪器的读数。然后从电弧上的刻度上读取视线的角度,使用提供的千分尺或游标。视线的确切时间也必须同时注意,海平面以上眼睛高度记录。

另一种方法是从导航表中估计太阳的当前高度(角度),然后将折射率条设置为弧上的该角度,仅对折射镜应用适当的阴影,并将仪器直接指向地平线它从一边到另一边直到在望远镜中看到太阳光线的闪光。然后按上述进行微调。这种方法不太可能成功地瞄准星星和行星。

明星和行星的景象通常在黎明或黄昏的海上暮光之中,而天体和海平面都可见。当身体出现在望远镜中时,不需要使用阴影或区分下肢。可以看到月亮,但看起来移动非常快,在不同时间看起来具有不同的大小,有时只能由于其相位来区分下肢或上肢。  

拍摄后,通过遵循几个数学程序中的任何一个,它被缩小到一个位置。减少最简单的视野是在地球上画出目视天体的等高空圈。这个圈子与一个推测航迹或另一个目标的交叉点给出了一个更精确的位置。

可以非常精确地使用六分仪来测量其他可见角度,例如在一个天体与另一个天体之间以及岸上的地标之间。水平使用时,六分仪可以测量两个地标(如灯塔和教堂尖塔)之间的视角,然后可以使用它们找出离开或远离海洋的距离(只要已知两个地标之间的距离)。在垂直方向使用,已知高度的灯塔与其底部的海平面之间的角度的测量也可以用于距离。

调节

由于仪器的灵敏度,很容易将镜子敲出调整。 为此,应该频繁检查六分仪的错误并作相应的调整。

导航员可以调整四个错误,并按以下顺序删除。  

(1)垂直度误差

(2)边错误

(3)准直误差

(4)索引错误

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