專利名稱：太陽方位測量儀及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽方位測量儀及其測量方法。
技術(shù)背景
太陽每時每刻都有一個直射點在南回歸線與北回歸線之間，高緯度地區(qū)是看不見的，利用人類在地球上對日、月、星觀測特征和規(guī)律。世界各地天文觀測看到太陽角度，星球角度都不相同，沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不利天文學(xué)發(fā)展，地球赤道是世界上最好的天文觀測地點，在赤道建造一個大型地球儀，地球儀南極向南，地球儀北極向北，與地面平行，地球儀赤道垂直地球赤道，就形成了地球與地球儀連串，地球儀赤道垂直地球赤道形成了一條直線， 地球儀的經(jīng)度與測量點經(jīng)度一致，太陽直射到地球儀上每一個位置，等于太陽直射到地球上那一個位置，從而讀出準(zhǔn)確的太陽直射角度數(shù)。但是，位于赤道上的陸地并不多，上述構(gòu)想對于很多研究人員而言并不可行。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、可在地球廣泛地區(qū)準(zhǔn)確測量太陽直射角的太陽方位測量儀的測量方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
按此目的設(shè)計的一種太陽方位測量儀，包括呈拱形的外殼，其結(jié)構(gòu)特征是外殼的下部懸空設(shè)置有工作平臺，工作平臺上設(shè)置有可依外殼的拱形方向左右擺動的測量機(jī)構(gòu)。
所述測量機(jī)構(gòu)包括左右擺動連接在工作平臺幾何中心上的中空測量管，外殼的拱形部上對應(yīng)測量管的擺動幅度開有測量管槽，測量管槽的開口為0 120度；測量管的頂部穿出測量管槽，底部穿出工作平臺，外殼的側(cè)部對應(yīng)測量管的擺動幅度還設(shè)置有刻度尺。
所述測量管對應(yīng)管身的中線標(biāo)有刻度線，且通過萬向鉸或單向鉸鉸接在工作平臺上。
所述測量管與工作平臺之間還連接有支撐桿，所述支撐桿為液壓支撐桿或螺紋支撐桿。
所述工作平臺上還設(shè)置有可調(diào)節(jié)外殼水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)，及可指示外殼方位的指示機(jī)構(gòu)。
所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在工作平臺的橫向和豎向方向上的水平尺，及設(shè)置在外殼底部的高度調(diào)節(jié)腳；所述指示機(jī)構(gòu)為設(shè)置在工作平臺中部或周邊位置的指南針。
所述高度調(diào)節(jié)腳為螺紋高度調(diào)節(jié)腳或液壓高度調(diào)節(jié)腳。
一種太陽方位測量儀的測量方法，其為
一、通過指南針輔助把外殼的拱形部調(diào)整成南北走向，使測量管左右擺動方向同為南北走向；
二、通過調(diào)節(jié)各高度調(diào)節(jié)腳并通過兩水平尺的輔助，使外殼的工作平臺水平；
三、朝太陽直射的大致方向擺動測量管，使太陽光穿透測量管并射至工作平臺所在位置的地面或水平面；
四、微調(diào)測量管的擺動角度，使太陽射至工作平臺所在位置的地面或水平面所造成的太陽光斑點的面積最大，然后通過測量管的刻度線所處刻度尺的位置讀出測量管所測出的度數(shù)。本發(fā)明可在地球廣泛地區(qū)準(zhǔn)確測量太陽直射角度，并可通過計算還原實時赤道上的太陽直射角度，其結(jié)構(gòu)簡單合理、操作簡便，可測繪出地球在公轉(zhuǎn)軌道上的實時姿態(tài)，改變天文學(xué)依靠假設(shè)的局面，改變了恒星年天文學(xué)使用，太陽年歷法使用，一個地球行走兩條軌道的錯誤假設(shè)，地球在地球公轉(zhuǎn)軌道只有一條太陽年的回歸軌道，有助天文學(xué)快速發(fā)展。


圖1為本發(fā)明一實施例的立體圖。圖2為圖1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參見圖1-圖2，太陽方位測量儀，包括呈拱形的外殼1，其外殼1的下部懸空設(shè)置有工作平臺1. 4，工作平臺1. 4上設(shè)置有可依外殼1的拱形方向左右擺動的測量機(jī)構(gòu)。測量機(jī)構(gòu)包括左右擺動連接在工作平臺1. 4幾何中心上的中空測量管2，外殼1的拱形部上對應(yīng)測量管2的擺動幅度開有測量管槽1. 1，測量管槽1. 1的開口為0 120度； 測量管2的頂部穿出測量管槽1. 1，底部穿出工作平臺1. 4，外殼1的側(cè)部對應(yīng)測量管2的擺動幅度還設(shè)置有刻度尺1. 3。測量管2對應(yīng)管身的中線標(biāo)有刻度線2. 1，且通過萬向鉸3 或單向鉸鉸接在工作平臺1.4上。測量管2與工作平臺1.4之間還連接有支撐桿4，所述支撐桿4為液壓支撐桿(或螺紋支撐桿)。工作平臺1. 4上還設(shè)置有可調(diào)節(jié)外殼1水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)，及可指示外殼1方位的指示機(jī)構(gòu)。調(diào)平機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在工作平臺1.4的橫向和豎向方向上的水平尺5，及設(shè)置在外殼1底部的高度調(diào)節(jié)腳；指示機(jī)構(gòu)為設(shè)置在工作平臺1. 4中部或周邊位置的指南針6。 高度調(diào)節(jié)腳為螺紋高度調(diào)節(jié)腳1. 2 (或液壓高度調(diào)節(jié)腳)。一種太陽方位測量儀的測量方法，其為一、通過指南針6輔助把外殼1的拱形部調(diào)整成南北走向，使測量管2左右擺動方向同為南北走向；二、通過調(diào)節(jié)各高度調(diào)節(jié)腳并通過兩水平尺5的輔助，使外殼1的工作平臺1. 4水平；三、朝太陽直射的大致方向擺動測量管2，使太陽光穿透測量管2并射至工作平臺 1. 4所在位置的地面或水平面；四、微調(diào)測量管2的擺動角度，使太陽射至工作平臺1. 4所在位置的地面或水平面所造成的太陽光斑點的面積最大，然后通過測量管2的刻度線2. 1所處刻度尺1. 3的位置讀出測量管2所測出的度數(shù)。太陽方位測量儀位于赤道時春分日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到垂直，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，這時太陽就直射到測量點上，太陽直射角度為90°。夏至日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到北66° 34'，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，這時太陽就直射到測量點同一經(jīng)度的北回歸線上，太陽直射角度為北66° 34'。秋分日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到垂直，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，這時太陽就直射到測量點上，太陽直射角度為90°。冬至日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到南66° 34'，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，這時太陽就直射到測量點同一經(jīng)度的南回歸線上。 太陽直射角度為南66° 34'。從而可知測量管2擺到中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個最大光圈，其刻度線2. 1所處的刻度尺1. 3度數(shù)就是太陽直射角度。太陽方位測量儀不是位于赤道時根據(jù)地球的測量規(guī)律，測量點從赤道往北移位一度，中午太陽高度就下降一度，測量點從赤道往北移位十度，中午太陽高度就下降十度。由此可知，在非赤道地區(qū)測量得出的太陽直射角度可轉(zhuǎn)化成赤道地區(qū)測量得出的太陽直射角度，但必須先查實測試地的坐標(biāo)緯
度。
測試地實時太陽J1射角度(春分日)=90°-坐標(biāo)緯度。
測量點實時太陽J1射角度(夏至日)=90°-坐標(biāo)緯度+23°26'。
測量點實時太陽J1射角度(秋分日)=90°-坐標(biāo)緯度。
測量點實時太陽J1射角度(冬至日)=90°-坐標(biāo)緯度-23°26'。
春分日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到刻度尺1.3上90° -坐標(biāo)緯度的位置，中午太
陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，此時得出的太陽照射角度經(jīng)過轉(zhuǎn)化，就可得出太陽直射赤道的角度。夏至日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到刻度尺1.3上90° -坐標(biāo)緯度 +23° 26'的位置，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，此時得出的太陽照射角度經(jīng)過轉(zhuǎn)化，就可得出太陽直射北回歸線的角度。秋分日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到刻度尺1.3上90° -坐標(biāo)緯度的位置，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，此時得出的太陽照射角度經(jīng)過轉(zhuǎn)化，就可得出太陽直射赤道的角度。冬至日進(jìn)行測量時，把測量管2擺到刻度尺1.3上90° -坐標(biāo)緯度-23° 26'的位置，中午太陽光通過測量管2內(nèi)照到地面成一個光圈，此時得出的太陽照射角度經(jīng)過轉(zhuǎn)化，就可得出太陽直射南回歸線的角度。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)測量管2的角度，即可測量出太陽直射在該位置的角度，通過計算可得出其與該位置的緯度相同。用測量點實時太陽直射角度還原赤道太陽直射角度的計算公式春分日測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。夏至日測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。秋分日測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。冬至日測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。任一天測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。顯示出在赤道測量太陽直射來回擺動的回歸線路，太陽每一天直射到測量點同一經(jīng)度地球緯度，計算公式春分日至秋分日時段每一天測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。-90°。(北緯)
秋分日至春分日時段90° -每一天測量點實時太陽直射角度+坐標(biāo)緯度。(南緯)本發(fā)明的測量管槽1. 1的開口為0 120度，因此，測量管2的擺動幅度最大為 0 120度，根據(jù)上述計算公式的范圍可以得知，本發(fā)明可適用于地球上的高緯度地區(qū)，如北緯66度，南緯66度。使用本發(fā)明(太陽方位測量儀)，可測繪出地球在公轉(zhuǎn)軌道上的實時姿態(tài)，改變天文學(xué)依靠假設(shè)的局面，改變了恒星年天文學(xué)使用，太陽年歷法使用，一個地球行走兩條軌道的錯誤假設(shè)，地球在地球公轉(zhuǎn)軌道只有一條太陽年的回歸軌道，有助天文學(xué)快速發(fā)展。
權(quán)利要求
1.一種太陽方位測量儀，包括呈拱形的外殼(1)，其特征是外殼(1)的下部懸空設(shè)置有工作平臺(1.4)，工作平臺(1.4)上設(shè)置有可依外殼(1)的拱形方向左右擺動的測量機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽方位測量儀，其特征是所述測量機(jī)構(gòu)包括左右擺動連接在工作平臺(1.4)幾何中心上的中空測量管O)，外殼(1)的拱形部上對應(yīng)測量管( 的擺動幅度開有測量管槽(1. 1)，測量管槽(1. 1)的開口為0 120度；測量管⑵的頂部穿出測量管槽(1. 1)，底部穿出工作平臺(1.4)，外殼(1)的側(cè)部對應(yīng)測量管O)的擺動幅度還設(shè)置有刻度尺(1. 3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽方位測量儀，其特征是所述測量管(2)對應(yīng)管身的中線標(biāo)有刻度線(2. 1)，且通過萬向鉸(3)或單向鉸鉸接在工作平臺(1.4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽方位測量儀，其特征是所述測量管O)與工作平臺 (1.4)之間還連接有支撐桿G)，所述支撐桿(4)為液壓支撐桿或螺紋支撐桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的太陽方位測量儀，其特征是所述工作平臺(1.4)上還設(shè)置有可調(diào)節(jié)外殼(1)水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)，及可指示外殼(1)方位的指示機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽方位測量儀，其特征是所述調(diào)平機(jī)構(gòu)包括分別設(shè)置在工作平臺(1.4)的橫向和豎向方向上的水平尺(5)，及設(shè)置在外殼(1)底部的高度調(diào)節(jié)腳；所述指示機(jī)構(gòu)為設(shè)置在工作平臺(1.4)中部或周邊位置的指南針(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽方位測量儀，其特征是所述高度調(diào)節(jié)腳為螺紋高度調(diào)節(jié)腳(1. 2)或液壓高度調(diào)節(jié)腳。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種太陽方位測量儀的測量方法，其特征是所述一、通過指南針(6)輔助把外殼(1)的拱形部調(diào)整成南北走向，使測量管( 左右擺動方向同為南北走向；二、通過調(diào)節(jié)各高度調(diào)節(jié)腳并通過兩水平尺(5)的輔助，使外殼⑴的工作平臺(1.4) 水平；三、朝太陽直射的大致方向擺動測量管O)，使太陽光穿透測量管( 并射至工作平臺 (1. 4)所在位置的地面或水平面；四、微調(diào)測量管( 的擺動角度，使太陽射至工作平臺(1.4)所在位置的地面或水平面所造成的太陽光斑點的面積最大，然后通過測量管O)的刻度線(2. 1)所處刻度尺(1.3) 的位置讀出測量管( 所測出的度數(shù)。
全文摘要
一種太陽方位測量儀，包括呈拱形的外殼，其是外殼的下部懸空設(shè)置有工作平臺，工作平臺上設(shè)置有可依外殼的拱形方向左右擺動的測量機(jī)構(gòu)。測量機(jī)構(gòu)包括左右擺動連接在工作平臺上的測量管。工作平臺上還設(shè)置有可調(diào)節(jié)外殼水平的調(diào)平機(jī)構(gòu)，及可指示外殼方位的指示機(jī)構(gòu)。其測量方法，其為一、通過指示機(jī)構(gòu)輔助把外殼的拱形部調(diào)整成南北走向；二、通過調(diào)節(jié)調(diào)平機(jī)構(gòu)使工作平臺水平；三、使太陽光穿透測量管并射至工作平臺所在位置的地面或水平面；四、微調(diào)測量管的擺動角度，然后讀出測量管所測出的度數(shù)。本發(fā)明可在地球廣泛地區(qū)準(zhǔn)確測量太陽直射角度，并可通過計算還原實時赤道上的太陽直射角度，可測繪出地球在公轉(zhuǎn)軌道上的實時姿態(tài)，有助天文學(xué)快速發(fā)展。
文檔編號G01C1/00GK102494664SQ201110412110
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者廖云開 申請人:廖云開