子午環

1990年8月17日，我國與丹麥天文學家合作研製的有效口徑為240毫米的當時世界上最大反射式全自動水平子午環，在中國科學院陝西天文台安裝完畢。這標誌着我國擁有了第一台天文子午環，也標誌着我國天文學在這一領域進入了世界先進領域。

子午環是目視方法測定恆星位置的主要儀器，它的基本結構好像是一架大型的直軸式中星儀，另外附有一個刻劃十分精密的垂直度盤。子午環的望遠鏡，經常指向子午圈，既可以用來測定恆星中天的時刻，又可以測定恆星中天時的天頂距。

與國外通用的經典子午環相比，我國的天文子午環採用了水平式望遠鏡裝置，將主光路改為反射式系統，並添加了實施校測系統來檢測儀器的狀態。這些新穎的設計使得其衝破了子午環有效口徑限制的禁區，使得有效口徑達到了240毫米。

這一系列的優勢，使得子午環更適於觀測遠距離暗天體，經過初步調試之後，它已經可以用目視測微器對距離地球約782光年的北極星和其他遙遠的恆星進行觀測。當正式投入使用之後，還將可以觀測到比人肉眼極限距離高630倍的天體，全年可觀測10萬餘個星次，無論是被測天體的極限星還是整體的觀測效率都有了重大突破。而且，由於子午環是由望遠鏡、自動校準光學系統和計算機自動控制系統等組成，使得整個觀測、記錄採集和數據處理全部實現自動化。

另外，由於是採用光子計數技術測定恆星的觀測量，因此子午環可提供一萬多顆天體的精確位置。這將對於研究太陽系天體、銀河系動力學、恆星的形成，煙花、宇宙的年齡、恆星的空間分佈以及參考系的建立等天文學領域產生極大的作用 ^[1]  。

觀測和歸算正在轉向全部自動化。用來精密測定天體過子午圈的時刻和天頂距，藉以求得天體赤徑和赤緯的一種光學儀器。子午環曾被譽為最精密的天文儀器。二百年來，它一直是編制基本星表的主要儀器。它的主要部分是一架口徑15～20釐米、焦距約2米的折射望遠鏡，其有效視場約為0°3。鏡筒的中部是一個堅固而中空的立方體，側面有水平軸，沿東西方向放置，使鏡筒能在子午面內轉動。水平軸的兩外端為精密軸頸,置於V形軸承架上。在水平軸上套有直徑較大的精密垂直度盤，用4～6台對稱排列的讀數顯微鏡讀取望遠鏡的天頂距。讀數也可由照相機記錄。在新型子午環上已開始使用光學度盤或分辨率達0獎05的感應式傳感器來代替金屬度盤。望遠鏡和水平軸的絕大部分重量由專門的平衡機構承託,以減輕壓在V形軸承上的重量。儀器的基墩須有深固的防震地基。在望遠鏡的焦平面上裝有精密的測微器。測微器有垂直移動和水平移動的動絲。觀測者轉動測微輪帶動水平動絲來對準星像，測出它偏離測微器中心水平絲的角距。將這個自動記錄下來的角距加到垂直度盤的讀數上,並作大氣折射改正後,就得到這顆星中天時的天頂距。此外，控制驅動垂直絲的小電動機的速率，對準並跟蹤水平移動的星像，配以恆星鐘的秒脈衝，自動記錄垂直動絲的位置，來推算出恆星經過子午圈的時刻，即這顆星的赤經。一顆星的觀測時間一般不超過兩分鐘。

有的子午環已採用光電記錄法，不再由人眼瞄準星像，而且觀測數據也直接輸入電子計算機。觀測和歸算正在逐漸轉向全部自動化。子午環配有水銀地平、準直管和方位標等附屬裝置，用它們分別定出天底點的位置、視準線的準直差以及水平軸的方位差。實際上，子午環觀測還需校正多種誤差。子午環一般可觀測亮於9等的恆星。觀測一顆星一次中天的均方誤差為：赤經±0獎20～±0獎30，赤緯±0獎30～±0獎45。

子午環與中星儀的主要差別在於前者有測天頂距的精密度盤和不採用頻繁的轉軸觀測法。為了定出絕對測定所需的赤經零點──春分點（見分至點），子午環還應觀測太陽、行星和某些亮的小行星。 ^[2]