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來源：互聯(lián)網(wǎng)

赤道儀（equatorial instrument），是一種天文專用設(shè)備，其主要目的是克服地球自轉(zhuǎn)對觀星的影響。它可以按照地球的自轉(zhuǎn)速度，與地球同步但反方向地慢慢轉(zhuǎn)動，自動跟蹤天體，使它們始終保持在一個固定的位置上。

赤道儀的標(biāo)準(zhǔn)配置由地平軸、極軸鏡、赤經(jīng)軸和赤緯軸等部件組成。赤經(jīng)軸一般附有電機，以按地球自轉(zhuǎn)速度勻速繞軸旋轉(zhuǎn)。將赤道儀的極軸對準(zhǔn)北天極后，赤緯無需調(diào)整，只需讓望遠(yuǎn)鏡在赤經(jīng)方向勻速轉(zhuǎn)動即可。高級的赤道儀，即支持雙電跟的赤道儀，其赤經(jīng)軸也附有電機，可以通過導(dǎo)星系統(tǒng)和控制系統(tǒng)來控制赤道儀轉(zhuǎn)動的方向和持續(xù)轉(zhuǎn)動的時間。

常用的赤道儀有德式赤道儀（GEM）和中式赤道儀（CEM）。較小眾的赤道儀有叉式赤道儀，天文臺常用的是英式（軛式）赤道儀、馬蹄式赤道儀和十字軸架臺赤道儀。

歷史沿革

最早的赤道儀發(fā)明于17世紀(jì)時的德國，其目的是為了能夠方便觀測天上的星體。我國的天文學(xué)研究具有悠久的歷史，天文現(xiàn)象的觀測由來已久。隨著我國天文事業(yè)及航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，天文普及程度也越來越高，天文熱正在興起，尤其是青少年天文愛好者越來越多。但是在我國，天文愛好者觀星大都是手動調(diào)節(jié)天文望遠(yuǎn)鏡，這樣操作起來復(fù)雜并且不精確，同時對操作者的天文專業(yè)知識也有較高的要求，給一些星空愛好者設(shè)置了比較高的門檻。因此，經(jīng)過不斷的發(fā)展，赤道儀應(yīng)運而生。

主要組成部分

赤道儀是一種天文專用設(shè)備，用于支撐望遠(yuǎn)鏡并使其能夠瞄準(zhǔn)天體。赤道儀可以按照地球的自轉(zhuǎn)速度，與地球同步但反方向地慢慢轉(zhuǎn)動，自動跟蹤天體。在赤道儀的臺架上，把赤經(jīng)軸指向北天極（也就是地球的自轉(zhuǎn)軸在天空中假象的位置，這個位置離天罡星非常近），就能簡單地追蹤星星的移動。德式赤道儀是天文愛好者最常用的望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡都多采用這類赤道儀；叉式赤道儀，英式（軛式）赤道儀、馬蹄式赤道儀則用在天文臺和大型天文望遠(yuǎn)鏡。

地平軸

地平軸為手動調(diào)整，觀測者在觀測時需要將赤道儀的朝向指北，就可以讓赤道儀繞此軸轉(zhuǎn)動。

赤經(jīng)軸

赤經(jīng)軸裝有電機，電機轉(zhuǎn)動速率和地球自轉(zhuǎn)速率相同。用來跟蹤星體，保證星體在觀測畫面中的位置不動。

赤緯軸

赤緯軸的一端安裝有望遠(yuǎn)鏡，使用時赤緯軸轉(zhuǎn)動軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行。為了在轉(zhuǎn)動天文望遠(yuǎn)鏡時不會受到重力力矩的影響，保證轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，一般在赤緯軸的另一側(cè)安裝了平衡望遠(yuǎn)鏡用的重錘，其重力距與望遠(yuǎn)鏡的重力距相抵消可以減輕轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡的電機壓力。赤緯軸的轉(zhuǎn)動可以實時修復(fù)赤經(jīng)軸的偏移。

極軸鏡

用于精確對準(zhǔn)北極星或南極星，以確保赤道儀的極軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行。

導(dǎo)星系統(tǒng)

高端赤道儀配備自動導(dǎo)星系統(tǒng)，通過導(dǎo)星鏡和攝像頭實時校正望遠(yuǎn)鏡的指向誤差。主要目的就是將天文觀測的目標(biāo)星體固定在觀測視野中，不讓星體隨地球自轉(zhuǎn)而漂移，以便支持長時間曝光拍攝以及后續(xù)的圖像疊加等數(shù)據(jù)處理分析工作。

控制系統(tǒng)

現(xiàn)代赤道儀通常配備計算機化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)導(dǎo)星的方法是能夠迅速的處理觀測到的圖像數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)的測量和計算，然后控制赤道儀進行指定的補償轉(zhuǎn)動。這個過程需要使用計算機程序來實現(xiàn)。計算機程序有兩大核心，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法。數(shù)據(jù)由天文相機拍攝的觀測圖像來提供，而相應(yīng)的導(dǎo)星算法則需要進行仔細(xì)的研究和設(shè)計，以便能夠準(zhǔn)確、高效率的完成導(dǎo)星任務(wù)。

分類

①德式赤道儀

德式赤道儀（GEM），結(jié)構(gòu)是一個T字型，赤經(jīng)軸架在垂直于地面的基座上，并依據(jù)地理緯度傾斜，是位于較低處的短棒（在圖的低處對角線軸）；較高的棒是赤緯軸（在圖上方的對角線軸），望遠(yuǎn)鏡安置在赤緯軸的一端（圖的左上方），在另一端是配重的重錘（右下方）用來保持平衡，防止追蹤裝置的損壞。赤經(jīng)軸在T字的接合處下端裝有軸承，使赤經(jīng)軸易于轉(zhuǎn)動。此處，它亦支撐上方的赤緯軸。

②中式赤道儀

中式赤道儀（CEM），學(xué)名為“中央平衡式赤道儀”（Central-balanced Equatorial Mount），是德式赤道儀的一個變種。它的結(jié)構(gòu)與德式赤道儀類似，但是把赤緯軸上端連接望遠(yuǎn)鏡的部分放到了赤經(jīng)軸后端或中間。特點是在相同自重下具有比德式赤道儀更高的載重，并且在對極軸過程中，調(diào)整赤道儀的仰角更為省力。但是同樣，它也需要中天翻轉(zhuǎn)，而且要求比德式赤道儀更加嚴(yán)格。

③英式（軛式）赤道儀

赤緯軸在極軸當(dāng)中，鏡筒和平衡錘位于兩側(cè)，宜用于較低的地理緯度，用于固定天文臺的小型太陽望遠(yuǎn)鏡，如意大利伽利略天文臺的122厘米望遠(yuǎn)鏡。其優(yōu)點是兩軸在負(fù)荷下的變形不影響指向精度。缺點是不能觀測天極附近的區(qū)域。

④馬蹄式赤道儀

馬蹄式赤道儀將極軸的軸承改為開放式的馬蹄型結(jié)構(gòu)，使便于觀測極點附近的天體，常用于大型天文望遠(yuǎn)鏡，如海爾望遠(yuǎn)鏡就是用的馬蹄式赤道儀。馬蹄式赤道儀的特點是載重高，通常根據(jù)望遠(yuǎn)鏡定制，可以承載很大的望遠(yuǎn)鏡，同時體積很大，不便移動。

⑤叉式赤道儀

叉式赤道儀架臺有一個叉子連接到作為地基的赤經(jīng)軸，望遠(yuǎn)鏡安裝在分叉的另一端，因此它可以在赤緯軸上轉(zhuǎn)動。大部分現(xiàn)代化量產(chǎn)的大型折反射望遠(yuǎn)鏡和反射望遠(yuǎn)鏡（200mm或更大的口徑）往往都是這一類型。這種架臺類似于經(jīng)緯儀架臺，但是方位角的軸以一個契形的硬件使傾斜與地球的自轉(zhuǎn)軸吻合。

分級

赤道儀分級中，EQ是Equatorial （赤道儀）的縮寫字母，代表的是采用赤道儀驅(qū)動。各廠商的赤道儀（包括代工貼牌）型號較多，大多沿用EQ系列，也有廠商使用不同的命名法。廠商型號數(shù)據(jù)大都不全，且各廠商對同一型號都有不同的改動與添加功能，各種改進版眾多。以下分級采用的是Sky-Watcher的分級標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)機械結(jié)構(gòu)、承重和精度分級。

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，可以把極軸對準(zhǔn)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(yuǎn)鏡的經(jīng)度。一般與普及型天文望遠(yuǎn)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

EQ3赤道儀是Sky-Watcher推出的一款中級赤道儀，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，適用于更大尺寸的望遠(yuǎn)鏡和更復(fù)雜的天文觀測需求。EQ3赤道儀提供了更高的穩(wěn)定性和精度，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(yuǎn)遠(yuǎn)好于EQ1、EQ2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(yuǎn)鏡相配。

EQ4級別

EQ4赤道儀仿制自日本MIZAR赤道儀，是在EQ3赤道儀的基礎(chǔ)上加了極軸水平微調(diào)螺絲，并且擁有的極軸鏡，單跟，沒有裝自動尋星系統(tǒng)的能力，增加了極軸望遠(yuǎn)鏡使極軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行的調(diào)整更加容易。一般與大口徑高檔次產(chǎn)品相配。從該型號開始更高級的都配極軸望遠(yuǎn)鏡了。比EQ3更粗壯了，玩具到偏向儀器的分水嶺。

EQ5級別

Sky-Watcher EQ5赤道儀是一款非常堅固和精確的赤道儀，適合嚴(yán)肅的天文觀測和天體攝影。該赤道儀提供了高穩(wěn)定性和多種實用功能，擁有自動尋星系統(tǒng)的能力。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

Sky-Watcher EQ6-R Pro 是一款具有 GoTo 功能的計算機化赤道儀，EQ6赤道儀能夠精確跟蹤夜空，適合長時間曝光天文攝影。EQ6赤道儀的核心規(guī)格包括內(nèi)置 ST-4 自動導(dǎo)星端口、采用堅固的全金屬結(jié)構(gòu)、可提供44 磅的有效載荷能力以及帶有大量物體數(shù)據(jù)庫的 SynScan 計算機手動控制器。EQ6赤道儀配備皮帶驅(qū)動步進電機，可提供比EQ5赤道儀更高的精度和準(zhǔn)確度。

EQ7級別

EQ7赤道儀，一般指Sky-Watcher CQ350，是一款介于EQ6和EQ8之間的平衡赤道儀。是一款EQ2的小改赤道儀，擁有比EQ6更高的精度。

EQ8級別

EQ8赤道儀是高性能的德式赤道儀，具有全金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)、RA 和 DEC 軸上的皮帶傳動裝置、內(nèi)置 USB 3.0 集線器和大量電源和串行端口、集成電纜管理系統(tǒng)、SynScan 計算機化 GoTo 系統(tǒng)等功能。EQ8赤道儀主要針對天文觀測和深空攝影愛好者，是一款天文臺級天文攝影支架，最大承重能力達(dá) 110 磅。EQ8赤道儀有兩個版本：Sky-Watcher EQ8-R和帶編碼器的 Sky-Watcher EQ8-Rh 型號。

使用方法

正確使用一臺赤道儀需要經(jīng)歷至少三個步驟：安裝、調(diào)平衡、對極軸。帶有g(shù)oto功能的赤道儀還要進行g(shù)oto設(shè)置。

安裝

赤道儀安裝時從下至上依次安裝，不同赤道儀可能會有不同的安裝方式，對照對應(yīng)的赤道儀產(chǎn)品說明書都可以解決。需要注意的細(xì)節(jié)：很多赤道儀的三腳架上會有一個凸起，這個凸起要沖向北方放置（南半球沖向南方）；有水平泡的赤道儀要保證水平泡水平；不需要全部擰下來的螺絲不要完全擰下來，防止螺絲丟失；赤道儀仰角調(diào)節(jié)到當(dāng)?shù)氐乩砭暥取?/p>

調(diào)平衡

自動赤道儀還是手動赤道儀都需要調(diào)平衡。調(diào)平衡時，分別松開望遠(yuǎn)鏡赤經(jīng)軸和赤緯軸的兩個主動螺栓，利用杠桿原理，觀察望遠(yuǎn)鏡的偏轉(zhuǎn)。分別通過調(diào)整重錘位置來調(diào)整赤經(jīng)軸的平衡，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡相對于鳩尾槽的前后位置來調(diào)整赤緯軸的平衡，達(dá)到鏡隨手動，鏡隨手停的效果即可。平衡調(diào)好后，將望遠(yuǎn)鏡恢復(fù)到原來位置，之后再次松開主動螺栓，檢查平衡。若沒問題，望遠(yuǎn)鏡就平衡了。

第一步：極軸調(diào)整。使望遠(yuǎn)鏡極軸和地球自轉(zhuǎn)軸平行，指向北天極（南半球指向南天極）。

第二步：計算被觀測天體觀測時刻的時角（t）。

第三步：操作望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天體。

對極軸的常用方法

赤道儀對極軸分為粗對和精對，使用中焦以下的鏡頭拍攝星野，跟蹤時間在幾分鐘內(nèi)的，粗對極軸就可以（市面的星野赤道儀基本都能達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)）。跟蹤更長時間或者使用長焦拍攝，就需要通過使用極軸鏡精對。找到北極星是對極軸第一步，要找到北極星，用手機星圖軟件配合、尋找。如果北斗可見的話，利用北斗七星定位天罡星比較容易。

對準(zhǔn)步驟

第一步：極軸調(diào)整。使望遠(yuǎn)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(biāo)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(yuǎn)鏡與錘平衡。把望遠(yuǎn)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(zhǔn)觀測地點的地理緯度（例：濟南市地理緯度為+36.6°，即北緯+36.6°），制緊螺釘。

4．松開赤緯軸制緊螺釘，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡使其與極軸平行（亦即與當(dāng)?shù)亟?jīng)線圈平行），制緊螺釘。

5．從望遠(yuǎn)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(xì)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(zhǔn)指針；擰動赤緯刻度盤，90°對準(zhǔn)指針（有的在出廠時已經(jīng)固定好90°或0°）。至此，您的望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡始終都對著天罡星。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，而是向紫微星偏1°。

第二步：計算出觀測點觀測時刻的地方恒星時。

1．從當(dāng)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。

2．從相關(guān)資料中查出濟南市（觀測點）地理經(jīng)度為東經(jīng)117°，化為時角為7h48m00s（15°=1h，1°=4m，1’=4s）。

3．用下面公式計算 s=S°+（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 S° 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(biāo)準(zhǔn)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時的濟南市地方恒星時是5月2日09h24m48s。

第三步：計算被觀測天體觀測時刻的時角（t）。 t：以本地子午圈為起點，由東向西將整個圓周分為24小時（每小時等于15°）。例：獅子座內(nèi)的m65（河外星系）。

1．查出該天體在天球上的坐標(biāo)為：赤經(jīng)α=11h18m00s；赤緯δ=13°13’。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0°，向北正向南負(fù)，各分90°。

2．用公式計算t=s-α t=09h24M48s-11H18m00s= -1h53m12s

第四步：操作望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天體。

1．松開赤緯軸制緊螺釘，旋轉(zhuǎn)主鏡，先對準(zhǔn)天赤道（赤緯度盤0°），然后向北旋轉(zhuǎn)δ=13°13’，對準(zhǔn)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(fù)）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，將m65的時角-1h53m12s對準(zhǔn)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(biāo)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。

特別提示：第二天再觀測該天體時，因地球公轉(zhuǎn)，該天體的時角將增加3m56s，變?yōu)?1h49m16s。

作用

赤道儀是為了改進望遠(yuǎn)鏡的地平式裝置而發(fā)明制作的，赤道儀的作用是克服地球自轉(zhuǎn)對觀星的影響。

初學(xué)者使用地平式裝置找星時，熟悉常見的亮星和一些有指向功能的星座，看星圖通過認(rèn)識的星座去認(rèn)別的星座難度不大。但使用地平式望遠(yuǎn)鏡看星時，由于地球的自轉(zhuǎn)，所觀察的星星會跑出視野外，隨著放大倍率的增加這種現(xiàn)場越加明顯。赤道儀的就是讓望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動的速度和地球一樣，且方向和地球自轉(zhuǎn)方向相反，以此來消除地球自轉(zhuǎn)的影響。

赤道儀使用的坐標(biāo)系是赤道坐標(biāo)系，它相當(dāng)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。赤道儀就是一個試圖讓望遠(yuǎn)鏡和這個網(wǎng)格一起轉(zhuǎn)動的裝置。將赤道儀的極軸對準(zhǔn)北天極（理想的情況下）完全對準(zhǔn)后，赤緯不需要調(diào)整,讓望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡視野內(nèi)，這個速度是每天360°，此方法為自動跟蹤。手動跟蹤則需要每隔一段時間調(diào)整赤經(jīng)旋鈕。

參考資料 >

地球自轉(zhuǎn)是怎么拍到的.中國科普網(wǎng).2025-09-04

天體攝影的器材.讀秀.2024-06-01

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望遠(yuǎn)鏡課程①｜星野赤道儀的基本使用方法.光明網(wǎng).2024-06-01

[科普中國]-赤道儀.科普中國網(wǎng).2024-06-01

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一篇文章帶你深度了解赤道儀.微信公眾平臺.2024-06-01

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星野赤道儀對極軸.panstark.2024-06-01

天文望遠(yuǎn)鏡規(guī)格表解讀與名詞介紹.鴻宇光學(xué).2024-06-01