照相天頂筒

測世界時和緯度的儀器。星光經指向天頂的照相望遠鏡，由物鏡下的水銀而反射到物鏡下力一的照相底片上成像。對天體4 次瞬時或跟蹤拍攝並記時，每次拍攝後物鏡和）氏片精確旋轉180 " ，由此可高精度測時測緯。一般可自動控制。

基本介紹

• 中文名：照相天頂筒
• 外文名：photographic zenith tube (PZT) 

介紹

測量世界時和緯度的儀器

1911年，羅斯設計的照相天頂筒首先在美國用於測緯。後經威利斯改進，1934年起開始用照相天頂筒測時。由於所得觀測結果精度較高，五十年代後不少國家都採用照相天頂筒。

結構

照相天頂筒的主體是一架對準天頂的照相望遠鏡，其口徑一般為20～25厘米，焦距為口徑的15倍左右。美國安裝的一架最新照相望遠鏡口徑為65厘米，焦距為13米。照相天頂筒一般可觀測亮於9星等的恆星,其單星的測時和測緯均方誤差在0獎1～0獎3範圍內。星光經過物鏡向下射到自然水平的水銀面向上反射。物鏡的第二主點位於物鏡下方1～2厘米處，並在該處放置照相底片（全視場一般不到1°）。這樣可以避免由物鏡傾斜引入的誤差。水銀盤在電動機驅動下能用來升降調焦，其精確位置由專門的調焦桿決定。 　假定一顆亮星在天頂附近上中天，將照相底片瞬時曝光四次，在中天前後各兩次，記下曝光時刻t1、t2、t3和t4。每次曝光後，物鏡連同底片由電動機驅動精確地旋轉180°,然後再曝光。這樣就能得到圖中的星像。測出底片上1、4兩點在南北方向的距離2y，就可以推算出緯度。測量1、4兩點在東西方向之差x1－x4，就可以推算出該星過子午圈的時刻。若x1=x4,即曝光正好是對稱於子午圈進行的，該星過子午圈時刻就等於t1和t4的中值。同樣，從星點3和2也可以算出緯度和時刻。 　用上述瞬時曝光法不能拍到暗星，實用的曝光時間約20秒鐘。為了不使星像在底片上拖長，底片就得精確地跟蹤恆星。當底片每移動到某一固定的位置（例如動程的中點）時，用接觸法或光電顯微鏡法記時。這樣的拍攝效果，與底片不動並作瞬時曝光記時的效果相同。 　照相天頂筒一夜約觀測10～30顆恆星，對每顆星觀測約2分鐘。在此期間需完成四次跟蹤拍攝和記時,各次拍攝之間並需精確旋轉180°。儀器通常設有程式控制電路，能自動操作觀測。為了減少鏡筒內外氣溫不均勻所引起的反常折射，觀測者和控制設備等熱源應遠離儀器，有些照相天頂筒還對鏡筒進行抽風。中國於1976年研製成功一台照相天頂筒，它是在真空罩內工作的，以消除鏡筒內的反常折射,進一步提高觀測精度。