Навигационный секстант Советский патент 1993 года по МПК G01C1/08 

(Л

с

Использование: геодезическое приборостроение для навигационной обсервации. Сущность изобретения: устройство содержит установленные в корпусе зрительную трубу с объектом и окуляром, алидаду, большое зеркало, малое зеркало и узел удержания корпуса, выполненный в виде наголов- ного приспособления, при этом зрительная труба дополнена двумя зеркалами, первое из которых расположено между объективом и окуляром под углом 45° к оптической оси объектива, а второе зеркало выполненное частично прозрачным и расположено между окуляром и плоскостью выходного зрачка зрительной трубы под углом 45° к оптической оси окуляра, расположенной под углом 90° к оптической оси объектива, причем корпус выполнен с возможностью поворота и фиксации относительно оси выходного зрачка зрительной трубы. 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при астрономической и/или навигационной обсервации, проводимой с транспортных средств, например, морских судов.

Известен выбранный в качестве прототипа навигационный секстант СИ-ЗШП, содержащий корпус с узлом удерживания его в виде ручки с алидадным механизмом, имеющим отсчетное приспособление и привод рычажно-верньерного типа. На корпусе укреплена зрительная труба телескопического типа, перед объективом которой установлено светорасщепляющее неподвижное зеркало (т.н. зеркало горизонта). Оба зеркала снабжены набором свето-и цветофильтров, которые вводятся наблюдателем вапертуру световых контактов от ориентира и

горизонта для улучшения условий наблюдения и измерения.

Недостаток прототипа заключается в неудобстве пользования им в условиях сильной качки судна, когда обе руки наблюдателя заняты работой с секстантом, но при этом необходимо удерживать равновесие (например, держась за поручень) на качающейся палубе (мостике) и пользоваться хронометром.

Кроме того, конструкция секстанта и, в частности, его зрительной трубы выполнена так, что при проведении измерений затенена значительная часть пространства перед наблюдателем. Оперативный осмотр пространства посредством саккадических движений глаз наблюдателя здесь ограничен затеняющими элементами как самой зрительной трубы,так и корпуса секстанта,

О

о о

торый надо при измерениях удерживать перед лицом.

Целью изобретения является повышение удобства за счет обеспечения возможности одновременного наблюдения светила, линии горизонта и окружающего пространства.

Изобрётеййб иллюстрируется чертежами, где «а фиг.1 представлена конструктивно-компоновочная схема секстанта (а - вид сбоку, б - вид спереди), на фиг.2 изображен вариант оптической системы секстанта с искусственным горизонтом и вводом показаний отсчетного устройства в поле зрения наблюдателя.

Навигационный секстант содержит:

-укрепленный в корпусе 1 посредством подшипниковой пары 2 алидадный механизм Зс приводом поворота 4, например, рычажно-верньерного типа, и отсчетным приспособлением 5, выполненным, например, в виде отградуированной дугоообраз- ной рейки и конусной шкалы с указателем и лупой или какой-либо иной отсчетной оптической системы. Привод алидадного механизма может быть выполнен и другим образом, например, в виде редуктора с верньером, рукояткой и отсчетным узлом,, которые могут быть установлены непосредственно в зоне возле подшипниковой пары 2 (см. фиг. 2);

- укрепленное на корпусе 1 наклонно к оси визирования 6 горизонта (или опорного ориентира) светоразделительное зеркало 7 (зеркало горизонта) с набором светофильтров (не локазаны);

- укрепленное на алидаде 3 в плоскости ее оси поворота зеркало 8 (зеркало ориентира) с набором светофильтров (не показаны), оптически сопрягающее с зеркалом 7 оптическую ось 9 от визируемого ориентира (светила), угловую высоту которого над горизонтом измеряют с помощью секстанта;

- укрепленную на корпусе 1 зрительную трубу телескопического типа, оптическая система которой включает объектив 10 и окуляр 11. Объектив 10 расположен так, что во входной зрачок его направлены посредством зеркал 7 и 8 световые пучки от горизонта 6 и ориентира 9. Оптическая система зрительной трубы дополнена двумя установленными наклонно внутренним зеркалом 12 и наружным зеркалом 13. Первое установлено между объективом 10 и окуляром 11, например, в зоне формирования объективом 10 совмещенного изображения горизонта и ориентира. Второе, выполненное Светоделительным, - на участке между окуляром 11 и зрачком выхода телескопической системы, то есть расположено перед

глазом наблюдателя таким образом, что зрачок выхода совмещен со зрачком глаза и сквозь светоделитель зеркала 13 в глаз поступает поток 14 от фронтального пространства предметов.

Корпус 1 снабжен узлом удержания сек- стантав рабочие позиции, которое выполнено в виде наголовного приспособления (например, шлема или каски) 15, снабженной шарнирной парой 16, обеспечивающей поворот в диапазоне ±90° корпуса 1 со всеми компонентами вокруг оси, совпадающей с осью зрачка выхода зрительной трубы. Шарнирная пара снабжена стопорящим

элементом (не показан), посредством которого обеспечивается фиксация оптической системы в вертикальном и горизонтальном, а также в любом промежуточном положении влево и вправо от вертикального.

Установка дополнительного зеркала 12 между объективом 10 и окуляром 11 оправдано тем, что позволяет (см. фиг.2) доосна- стить секстант узлом искусственного горизонта, выполненным с осветителем 17,

оптически прозрачной ампулой сферического уровня 18 и сопрягающего компонента 19. При этом зеркало 12 должно быть выполнено спектроделительным, например в виде диагональной плоскости спектроделительного кубика; Система отсчитывания отсчетного узла может быть дополнена световодным оптическим трактом 20, выходной торец которого сопряжен со шкалой и указателем отсчетного узла 5 посредством

линзового компонента 21. При этом выходной торец световода 20 сопряжен с окуляром 11 с помощью дополнительного линзового компонента 22, для чего зеркало 12 установлено с возможностью поворота

на 180° вокруг оси окуляра 11.

Зеркало 13 может быть выполнено с управляемым светопропусканием, например, на основе злектрохромной структуры, что позволит управлять интенсивностью светового потока 14 при черезмерной освещен-. ности пространства предметов.

Подготовка к работе с секстантом осуществляется следующим образом.

Наблюдатель, закрепив на голове узел

удержания секстанта 15, так чтобы совместить с глазом выходной зрачок зрительной трубы, разворачивает корпус 1 секстанта с помощью шарнира 16 и его фиксирующего элемента в позицию, соответствующую в.иДУ обсервации: вертикально - если предполагается измерение высоты светила, или горизонтально - если проводятся угловые измерения между знаками навигационной обстановки.

Далее, например, в режиме измерения высоты светила наблюдатель, ориентируясь сквозь светоделительное зеркало 13, разворотом головы со шлемом наводит плоскость измерений б в плоскость светила, Разворотом алидадного механизма 3, поворотом зеркала ориентира 8 наблюдатель ловит одновременно изображение светила и горизонта.

В момент совмещения наблюдатель через светоделительное зеркало 13 снимает показания хронометра, который держит в свободной руке. После этого наблюдатель считывает показания отсчетного узла 5, соответствующие измеренной высоте светила на фиксированный момент времени.

Снятие показаний отсчетного узла 5 осуществляется без снятия секстанта с головы наблюдателя при помощи передачи изображения шкалы в поле зрения окуляра зрительной трубы с помощью световода 20.

Формула изобретения

Навигационный секстант, содержащий установленные в корпусе зрительную трубу

с объективом и окуляром, алидаду, большое зеркало, скрепленное с алидадой, малое зеркало, расположенное перед обьективом зрительной трубы и узел удержания корпуса,отличающийся тем, что, с целью повышения удобства за счет обеспечения возможности одновременного наблюдения светила, линии горизонта и окружающего пространства, в него введены первое зеркало, расположенное между обьективом и оку- ляром под углом 45° к оптической оси объектива, и второе зеркало, выполненное частично прозрачным и расположенное между окуляром и плоскостью выходного

зрачка зрительной трубы под углом 45° к оптической оси окуляра, расположенной под углом 90° к оптической оси объектива. при этом узел удержания корпуса выполнен с возможностью его закрепления на

голове наблюдателя, а корпус выполнен с возможностью поворота и фиксации по отношению к оси выходного зрачка зрительной трубы.