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赤道儀
天文望遠鏡的一個組成部件
赤道儀 (equatorial instrument) ，是為了改進地平式裝置的缺點而制作出來的。它的主要目的就是想克服地球自轉(zhuǎn)對觀星的影響。一套標準配置的天文望遠鏡往往由望遠鏡、赤道儀、腳架等部件組成。
赤道儀使用時首先要將其極軸對準北天極。（理想的情況下）完全對準后，望遠鏡對向任何的星星，赤緯都不需要再調(diào)整，只需要讓望遠鏡在赤經(jīng)（或稱時角）方向按星星的行進速度勻速轉(zhuǎn)動，就可以讓這顆星一直保持在望遠鏡的視場內(nèi)。
儀器介紹
天文望遠鏡
而望遠鏡、腳架相信大家都見過。沒接觸過天文望遠鏡的朋友，恐怕對赤道儀是最陌生的，因為它也是天文中特有的一個東西。這里我就給大家簡單介紹一下。
地平式裝置
要說赤道儀，應(yīng)該先說一下地平式的裝置。
地平式的裝置很常見，是一種具有兩根軸的支架，望遠鏡裝在上面，可以很方便地調(diào)整指向的方向和高度。初學(xué)者使用地平式裝置找星應(yīng)該沒什么問題：想看哪兒就指向哪兒好了！不知道要找的星的位置？看星圖好了，按圖索驥嘛。通過星圖找星是不是很困難？其實不難。當然，前提就是你應(yīng)該熟悉全天的一些亮星較多或有指向功能的星座。比如小熊、大熊、天鵝、人馬、天蝎、天鷹、天琴、獵戶、飛馬、仙女、大犬、獅子通過已認識的星座再去認別的星座，難度會小很多。所以我建議，初學(xué)者在開始認星時最好找一個已經(jīng)認識星座的朋友指導(dǎo)。
但用地平式的望遠鏡看星的時候，有一個明顯的缺點：本來對準了一顆星，可一會以后，這顆星就“跑偏”了，并且使用的放大倍率越高，這種現(xiàn)象越明顯。這是因為每天星星都在做周日視運動。在地平坐標中，描述每顆星位置的兩個值——方位角和地平高度都是隨時間變化的。如果望遠鏡要一直指向某顆星，就必需同時調(diào)整望遠鏡的仰角和方位角。由于兩個方向變化的量完全不一樣，用這樣的裝置跟蹤一顆星會相當困難。
赤道儀
赤道儀
知道了原因，要解決這個問題就不難了，地球不斷由西向東自轉(zhuǎn)，24小時轉(zhuǎn)360度，我們只要設(shè)計一個裝置，讓望遠鏡轉(zhuǎn)動的角速度和地球一樣，而方向正好相反（由東向西），就可以消除地球自轉(zhuǎn)的影響了。
從理論上說，赤道儀使用的坐標系是赤道坐標系。它相當于一個和星星一起旋轉(zhuǎn)運動的大網(wǎng)格。由于它和星星一起轉(zhuǎn)動，所以描述每顆星位置的兩個值——赤經(jīng)和赤緯是不變的。通俗地說，赤道儀就是一個試圖讓望遠鏡和這個網(wǎng)格一起轉(zhuǎn)動的裝置。
使用方法
這個速度就是每天360度（因為地球每天轉(zhuǎn)一圈嘛）。這就是所謂的自動跟蹤。當然，如果你使用的是手動的赤道儀，你就得每隔一定時間調(diào)整一下赤經(jīng)（或時角）旋鈕，赤緯則無需調(diào)整（當然這是理想狀況，如果極軸對得不夠準，還要適當微調(diào)一下赤緯）。毋須同時調(diào)整兩個軸，便于跟蹤，這就是要使用赤道儀的根本原因
很多天文普及書籍會教大家通過計算時角來找星，而根據(jù)我的經(jīng)驗，真正做業(yè)余觀測時使用時角并不方便，因為得先算出恒星時，還要知道你想觀測天體的赤經(jīng)赤緯值。加上時角盤的精度的問題，這樣找星遠不如用星圖直接找星方便。
赤道儀
類型
分級
簡易赤道儀
這一級別的赤道儀普遍用于稱呼自己自制的赤道儀，有著能讓一個軸于地球平行，一個軸一直對著星體運動并且沒有場旋的器材，比如自制門板赤道儀。
EQ1級別
這一級別的赤道儀普遍指德式EQ1赤道儀，沒有電機掛鉤，離合器，同步齒輪這些東西，可以吧極軸對準南北天極，赤經(jīng)繞極軸轉(zhuǎn)動跟蹤星體，很常見的赤道儀，是最簡單的一種，只有一套蝸輪蝸桿機構(gòu)，只能利用調(diào)節(jié)桿連續(xù)調(diào)整望遠鏡的經(jīng)度。一般與普及型天文望遠鏡相配。
EQ2級別
這一級別的赤道儀也很常見，在EQ1的基礎(chǔ)上又增加了一套蝸輪蝸桿機構(gòu)，這樣就能在赤經(jīng)赤緯兩個方向上都能通過調(diào)節(jié)機構(gòu)進行連續(xù)調(diào)整。基本上滿足了調(diào)節(jié)之要求。實際上網(wǎng)上沒有怎么提及EQ2，按照描述跟圖片一對照感覺EQ2跟EQ1的圖片是一個東西。
EQ3級別
在EQ2的基礎(chǔ)上把赤經(jīng)赤緯的齒輪用鐵皮什么的給包了起來，也是很常見的赤道儀，不僅滿足在赤經(jīng)赤緯兩個方向上都能調(diào)節(jié)的需要，結(jié)構(gòu)和精度以及穩(wěn)定性上都遠遠好于以上兩款赤道儀，重量上也大的多，可加裝自動跟蹤同步電機，實現(xiàn)赤經(jīng)自動跟蹤，一般與中檔以上的望遠鏡相配。
EQ5級別
擁有了裝自動尋星系統(tǒng)的能力，可雙軸電跟。極軸、赤緯軸都裝有同步電機，實現(xiàn)了雙軸自動跟蹤。
EQ6級別
又一分水嶺，擁有比EQ5級別更高的精度，以及載重。
EQ7級別
是一款EQ2的小改赤道儀，擁有比EQ6更高的精度。
EQ8級別
更高的精度，巨大的載重
EQ10級別
量產(chǎn)后將使小型赤道儀水準提升一個檔次。
追蹤速度
赤道儀
月球速：根據(jù)月球的公轉(zhuǎn)及地球自轉(zhuǎn)、配合月球在天空上移動的速度作追蹤。
太陽速：根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)、配合太陽在天空上移動的速度作追蹤。
設(shè)計
AZ-EQ5赤道儀
英式赤道儀
英式赤道儀的系統(tǒng)像一個十字架。赤經(jīng)軸（極軸）的兩端由支架支撐著，“赤緯軸”被安裝在接近中央的位置。望遠鏡就安裝在赤緯軸的一個末端上，而另外一端則裝上適當?shù)呐渲貋砭S持平衡。
德式赤道儀
德式赤道儀原始型態(tài)像一個巨大的T字型，赤經(jīng)軸架在垂直于地面的基座上，并依據(jù)地理緯度的傾斜，以內(nèi)置之極軸望遠鏡對準天極。在T字的結(jié)合處有軸承使赤經(jīng)軸與基座結(jié)合并轉(zhuǎn)動。赤緯軸則被垂直安置在赤經(jīng)軸接近中心的位置上。改良的德式赤道儀則將赤緯軸由接近中心的位置移至赤緯軸另一端。
望遠鏡固定在赤緯軸的一個末端上，另一端則裝上適當重量的平衡錘（或其他東西如沙包等）來保持平衡，防止追蹤裝置的損壞。德式赤道儀是天文愛好者最常用之望遠鏡（觀測或天文攝影用）赤道儀，從6厘米（2.4寸）的折射鏡到35厘米（14寸）史密特-卡賽格林式折反射望遠鏡都多采用這類赤道儀。
運轉(zhuǎn)
赤道儀很少不是用電力來做為自動追蹤的動力來源，日本賣過上發(fā)條的產(chǎn)品。手動的方式，因為那可以讓 用轉(zhuǎn)動把手的轉(zhuǎn)數(shù)來確定移動的角度有約略有多大，那在找一些暗星格外好用。
聽說政治大學(xué)天文社的反射赤道儀也做了改裝手動把手的工作，以社團的發(fā)展來說，真是慧眼獨具。雖然我不懂這些馬達、電子的，但是仍然有些心得可以提出。有些用赤道儀的同好會忽然發(fā)現(xiàn)它不能調(diào)整轉(zhuǎn)速了，就要先看一下是否轉(zhuǎn)軸（含極軸、赤緯軸）沒鎖上；另外其中齒輪組之間的游隙也會有很大的影響，主要是在“延遲動作”等現(xiàn)象。有人曾以減少齒輪間的距離來減少游隙的影響，雖 然這樣的做法不會影響它的平均速度，但是磨損和瞬間最高、低速乖離可能會改變，是值得高中生做研究的題目。當然這些日本小工廠的產(chǎn)品是否真的值得我們?nèi)绱丝季浚蔷筒坏枚恕?/span>
赤道儀的轉(zhuǎn)軸鎖位置不盡相同，有些是不動的，有些是會動的，要找一臺順手的赤道儀，這方面的考量是極重要的。倍率若達七十倍以上，找個人幫您鎖定赤道儀是個好主意，因為等您找到目標再去鎖，可能又逸出視野了。有些赤道儀的馬達與VOLVO 960同級，會有和暴沖類似的“續(xù)沖”現(xiàn)象，據(jù)熟悉電機的同好的做法，是重做一個更精致的控制盒，不但有數(shù)字顯示，也在高速煞停時，迅速的一步步的降下速度，像汽車的ABS一樣。“續(xù)沖”的現(xiàn)象與控制盒、齒輪組關(guān)聯(lián)較大，與步進馬達的關(guān)聯(lián)較少。不深究了，反正不專業(yè)的人知道有這件事就 好，只是“會續(xù)沖”的赤道儀不見得是中、低層次的，高級品也有些會有，是否全部都有就不得而知，各位只要好好的了解一下自己的赤 道儀在何種高速轉(zhuǎn)動下會續(xù)沖，適當?shù)谋苊饽菢拥臓顩r。
功能
赤道儀最大特點在于其中一條轉(zhuǎn)軸（赤經(jīng)軸）與地球自轉(zhuǎn)軸平行，當赤道儀令望遠鏡沿此軸以一恒星日一周的速度自東向西轉(zhuǎn)動時，便可抵銷地球自轉(zhuǎn)的影響，令目標天體的影像固定于視場內(nèi)，以方便觀測及拍攝。由于赤經(jīng)軸在使用前一定要對準北天極（以北極星為指標），所以赤經(jīng)軸亦稱為極軸。
由于以赤道儀追蹤恒星，望遠鏡亦跟著星空“繞目標天體轉(zhuǎn)動”，視場與視場內(nèi)的天體不會有相對運動（包括轉(zhuǎn)動），而利用經(jīng)緯儀追蹤時，只有單純把目標天體固定，視場中其他恒星會以目標星旋轉(zhuǎn)，對拍攝造成影響；這也是赤道儀不能被經(jīng)緯儀取代的一個重要功能。
推動裝置
在電力發(fā)明前，赤道儀通常人手操作、利用水力轉(zhuǎn)鐘或發(fā)條轉(zhuǎn)鐘等機械裝置推動。在電力發(fā)明后則采用馬達。由于太陽、月球、彗星皆相對于背景恒星運動，故此現(xiàn)代的赤道儀能調(diào)校馬達轉(zhuǎn)速，使赤道儀能調(diào)校速度（加速或減速）以鎖定這些天體。
單雙軸電跟
單軸電跟特點
不能用電跟來修正赤緯的漂移，這時對操作者精確對極軸的要求就大大提高了。
二者區(qū)別
單軸是只能赤經(jīng)跟蹤，用于抵消地球自轉(zhuǎn)，跟蹤天體，不能調(diào)節(jié)赤緯（可以手動微調(diào)赤緯）因為對極軸有誤差，所以要時不時的微調(diào)赤緯軸，就有了雙軸電跟，但是要用雙軸電跟就要配導(dǎo)星鏡，導(dǎo)星鏡配合軟件自動調(diào)節(jié)赤經(jīng)軸和赤緯軸，達到長時間跟蹤天體不出現(xiàn)誤差的目的。通俗點就是單軸只能橫著跟蹤，豎著的要自己手動調(diào)，雙軸加導(dǎo)星鏡就可以橫著豎著都自動跟蹤。
使用
儀器
追蹤因日周運動而移動的天體，最簡單的方法是使用赤道儀式臺架，確實比經(jīng)緯儀方便得多。只要明白了使用的要領(lǐng)，作目視觀則或照相均會產(chǎn)生很好的效果。晚間的星空，以北天極和南天極聯(lián)機的自轉(zhuǎn)軸為中心，每日旋轉(zhuǎn)一次，稱為日周運動。在赤道儀的臺架上，把極軸(或稱赤經(jīng)軸)向北天極延長(在南半球時向南天極),就能簡單地追蹤星星的移動。換句話說，讓赤道儀的極軸和地球的地軸平行，這個作業(yè)稱為極軸調(diào)整，使用赤道儀時絕不能忘記，事先要與極軸對準平。
赤道儀的臺架分為附有赤經(jīng)、赤緯微動桿的，以及附裝極軸馬達追蹤式兩種。附有微動桿的比經(jīng)緯臺的星星追蹤方便，但須連續(xù)手動以便繼續(xù)追蹤，如果預(yù)算許可，最好是采用馬達追蹤式，會方便得多。必須調(diào)整赤道儀赤緯軸和極軸全體的平衡。如果平衡狀態(tài)調(diào)節(jié)良好，固定螺絲放松時鏡筒會靜止，赤道儀的運轉(zhuǎn)就會很圓滑，使用起來很平穩(wěn)。
近年生產(chǎn)商在高級的赤道儀加進了GOTO功能，使用者可以指令望遠鏡自動指向觀察目標。但耗電量大，野外觀星時要攜帶大型蓄電池。
赤道儀的種類有很多。業(yè)余天文愛好者最常用的赤道儀有兩種：分別是德國式及叉式赤道儀。德國式赤道儀適合折射、反射及折反射望遠鏡。而叉式赤道儀一般配合折反射望遠鏡使用。叉式赤道儀比德國式優(yōu)勝的是不須要平衡錘，減輕儀器重量，方便野外觀星。但是業(yè)余級數(shù)的叉式赤道儀穩(wěn)定性不及德國式赤道儀。博冠系列望遠鏡用的赤道儀是德國式的赤道儀。
肉眼可見的天體，用尋星鏡就可對準，赤道儀之作微調(diào)跟蹤之用。而深空天體就必須利用赤道儀的時角、赤緯度盤才能找到。
赤道儀有三個軸：
1． 地平軸。垂直于地平面，下端與三腳架臺連接，上端與極軸連接，有地平高度刻度盤。繞地平軸旋轉(zhuǎn)可調(diào)整望遠鏡的地平方位角。
2． 極軸。一端與地平軸相連，上下扳動極軸可調(diào)整地平高度角。另一端與赤緯軸成90o角連接，裝有時角度盤，用于望遠鏡指向的時角（赤經(jīng)）調(diào)整。
3． 赤緯軸。與極軸成90o相連，上端與主鏡筒成90o相連，以保證鏡筒與極軸平行。下端連接平衡錘，裝有赤緯度盤，用于望遠鏡指向的赤緯度調(diào)整。
對準觀測
第一步：極軸調(diào)整。使望遠鏡極軸和地球自轉(zhuǎn)軸平行，指向北天極。
1． 主鏡與赤道儀、三角架連接好，把有“N”標志的一條腿擺在正北方。調(diào)整三角架高度，使三角架臺水平。2． 松開極軸（赤經(jīng)軸）制緊螺釘，把主鏡旋轉(zhuǎn)到左邊或右邊。松開平衡錘制緊螺釘，移動平衡錘，使望遠鏡與錘平衡。把望遠鏡旋回上方，制緊螺釘。
3． 松開極軸與地平軸連接制緊螺釘，上下扳動極軸，使指針對準觀測地點的地理緯度（例：濟南地理緯度為+36.6o,即北緯+36.6o），制緊螺釘。
4． 松開赤緯軸制緊螺釘，轉(zhuǎn)動望遠鏡使其與極軸平行（亦即與當?shù)?/span>經(jīng)線圈平行），制緊螺釘。
5． 從望遠鏡（或調(diào)好光軸的尋星鏡）中觀看北極星是否在視場中央，如有偏差，則需對極軸的地平方位角，地平高度角作精細調(diào)整，直至北極星在視場中央不再移動。
6． 擰動時角刻度盤，零時（0h）對準指針；擰動赤緯刻度盤，90o對準指針（有的在出廠時已經(jīng)固定好90o或0o）。至此，您的望遠鏡就與地球自轉(zhuǎn)軸、觀測點子午面完全平行。任憑地球轉(zhuǎn)動，望遠鏡始終都對著北極星。特別提示：極軸調(diào)整好后，三腳架、極軸方位角、高度角都不能有絲毫移動，否則要重新調(diào)整。北天極與北極星不完全重合，而是向小熊座β星偏1o。
第二步：計算出觀測點觀測時刻的地方恒星時。例：計算2002年5月1日北京時間19時的濟南地方恒星時。 1． 從當年天文年歷（北京天文館每年出版一本）中查出2002年5月1日世界時0h格林尼治地方恒星時為：14h35m00s。
3． 用下面公式計算 s=So+（m北-8h+λ）+(m北-8h)*0.002738式中 s 地方恒星時，在觀測點所測定的春分點γ的時角 So 世界時0h格林尼治地方恒星時 m北 北京地方平時 λ 觀測點的地理經(jīng)度（時角） 8h 北京時間是東八時區(qū)標準區(qū)時 0.002738 換算系數(shù)（1/365.2422）將已知數(shù)據(jù)代入公式 S=14h35m00s+(19h00m00s-8h+7h48m00s)+(19h00m00s-8h)*0.002738 =14h35m00s+18h48m00s+00h1m48s =33h24m48s 因為結(jié)果大于24h，所以要把其中的24h化為一天，減去24h。S=43h25m13s-24h=19h25m13s答：2002年5月1 日北京時間19h00m00s時的濟南地方恒星時是5月2日09h24m48s。
1． 查出該天體在天球上的坐標為：赤經(jīng)α=11h18m00s；赤緯δ=13o13’。赤經(jīng)α：天體在天球上的經(jīng)度，以通過春分點γ的經(jīng)緯為0點，由西向東將圓周分為24小時。赤緯δ：天體在天球上的緯度，以天赤道為0o，向北正向南負，各分90o。
2． 用公式計算t=s-α t=09h24m48s-11h18m00s= -1h53m12s
第四步：操作望遠鏡對準天體。
1． 松開赤緯軸制緊螺釘，旋轉(zhuǎn)主鏡，先對準天赤道（赤緯度盤0o），然后向北旋轉(zhuǎn)δ=13o13’，對準赤緯度盤指針，制緊螺釘。
2． 松開極軸制緊螺釘，繞極軸向東（時角t為負）旋轉(zhuǎn)望遠鏡，將m65的時角-1h53m12s對準時角刻度盤指針，制緊螺釘。
3． 先用低倍鏡觀測m65，如不在視場中央，可用赤經(jīng)赤緯微調(diào)手輪將天體調(diào)整到視場中央。由于地球轉(zhuǎn)動，目標會漸漸移出視場，要不斷用微調(diào)手輪跟蹤。若為自動跟蹤赤道儀，打開電門即可。
作用
赤道儀的作用，是相對于經(jīng)緯儀來說的，雖然大家都應(yīng)已了解，但是還是有一點值得大家共識的，那就是它是一種較經(jīng)緯儀“更方便追蹤”的的架臺，只要轉(zhuǎn)一個軸就可以了。但是這樣方便的追蹤，卻要付出相當?shù)拇鷥r，同時要求得越多，代價也會變大。就陪著日據(jù)時代以來臺灣許多老一輩同好度過大半生的德式赤道儀來說，它那不能用來看星星的重錘，就夠讓人麻煩了；雖說如此，叉式赤道儀沒有這樣的問題，卻仍不能受到臺灣大部份同好的青睞，實在要說個清楚一些。
雖然叉式赤道儀在天球南、北極方面的死角是值得一提的，但是至少不影響赤道儀運轉(zhuǎn)，看看德式赤道儀轉(zhuǎn)一下就卡到鏡架，這豈不更致命。所以用“死角”一說來避免使用叉式赤道，好像不是絕佳的立論。說起來有些好笑，其實我的猜測這樣的現(xiàn)象主要是“對極軸”所帶來的。在哈雷彗星回歸之前，同好的數(shù)量是極少的，也不太有天文攝影的進行，在這些同好的眼中，用“刻度盤法”所對的極軸已經(jīng) 相當準確。
自從高橋的P式赤道儀等的推出，極望逐年成為了德式赤道儀的 配備，連叉式赤道儀也不能免去這樣的選購配件。臺灣早期的P－2 、TS－90、MARK－X等赤道儀進入臺灣后幾年，哈雷彗星回歸，那還會有人懂得“刻度盤法”之類的極軸修正法，就算有意要做，赤道 儀上也找不到需要的刻度也不一定，反正它也不是非常準。
說到對極軸，要知道“對準極軸”是攝影者必需的，德式赤道儀容易對極軸的原因除了它容易內(nèi)裝極望之外，它可以容許較長的極軸部也是原因之一，相對而言，市售的叉式赤 道儀除了極望需裝在外面，相對增加可能的誤差外，它的極軸部很短 也是機械構(gòu)造上的困難所在。
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
