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第1篇 数理基础16

第1章 数理基础16

1.1 反射矢量公式16

1.2 转动矢量公式17

1.3 转动与坐标转换的关系19

1.4 刚体运动一般规律20

1.4.1 刚体任意运动的等效20

1.4.2 刚体的等效螺旋运动22

1.4.3 刚体的瞬间转动的合成25

1.4.4 刚体的微量转动的合成27

1.5 梯度27

1.6 平面矢量方程28

1.7 直线矢量方程29

习题30

第2篇 反射棱镜共轭理论32

第2章 反射棱镜成像32

2.1 专用术语32

2.2 反射棱镜结构分析成像观34

2.2.1 反射棱镜的展开和归化34

2.2.2 反射棱镜的一对共轭基点——棱镜物、像位置共轭法则41

2.2.3 一对完全共轭的坐标系——作图法求像43

2.3 反射棱镜成像分析运动观45

2.3.1 棱镜成像和刚体运动的相似性45

2.3.2 棱镜物、像空间共轭关系的刚体运动学解题途径47

2.3.3 棱镜的位置共轭47

2.3.4 棱镜的方向共轭——棱镜物、像方向共轭法则48

2.3.5 棱镜成像特性参量51

2.4 棱镜作用矩阵（反射作用矩阵）R的确定方法51

2.4.1 各个反射面的反射作用矩阵的连乘51

2.4.2 屋脊的等效52

2.4.3 作图法求棱镜作用矩阵——直接利用棱镜的一对共轭的物、像坐标52

2.4.4 利用转动与坐标转换的关系54

2.4.5 利用棱镜的成像特性参量T、2φ以及t确定棱镜的作用矩阵R55

2.5 棱镜特征方向T和特征角2φ的求解56

2.5.1 平面棱镜特征方向的作图法求解56

2.5.2 空间棱镜特征方向的矢量法求解——作图解析法56

2.5.3 棱镜特征方向的解析法求解58

2.6 棱镜的光路计算61

2.7 平行光路中的光路计算61

2.8 会聚光路中的光路计算63

2.9 反射棱镜的成像螺旋轴70

2.9.1 偶次反射棱镜的成像螺旋轴70

2.9.2 奇次反射棱镜的成像螺旋轴72

2.10 反射棱镜成像定理76

2.10.1 反射棱镜成像定理76

2.10.2 反射棱镜成像刚体运动学模型77

2.10.3 反射棱镜成像公式77

习题80

第3章 平面镜系统转动83

3.1 平行光路83

3.2 会聚光路89

3.3 平面镜系统转动法则93

3.4 平面镜系统转动法则在平面镜系统转动中的应用96

3.4.1 平行光路96

3.4.2 会聚光路97

习题100

第4章 反射棱镜微量位移102

4.1 反射棱镜微量转动法则103

4.2 反射棱镜微量移动法则103

4.3 像体微量运动的基本方程103

4.4 反射棱镜微量转动法则的论证109

4.4.1 微量转动的算法109

4.4.2 微量转动的传递111

4.4.3 棱镜微量转动所造成的像偏转112

4.4.4 小结118

4.5 多棱镜的微量转动120

4.6 扫描棱镜的微量转动120

4.6.1 概述120

4.6.2 扫描棱镜调整结构的模型120

4.7 反射棱镜大转动公式的转型（移植）122

4.8 反射棱镜位移定理126

4.8.1 反射棱镜位移定理126

4.8.2 反射棱镜位移定理的逻辑127

4.8.3 反射棱镜转动公式128

习题134

第5章 反射棱镜调整136

5.1 像运动与光学调整的关系137

5.1.1 平行光路138

5.1.2 会聚光路140

5.2 平行光路中的调整计算140

5.2.1 概述140

5.2.2 计算公式141

5.3 会聚光路中的调整计算144

5.3.1 概述144

5.3.2 计算公式144

5.3.3 在会聚光路中存在两块棱镜的情况148

习题149

第6章 反射棱镜调整规律150

6.1 像偏转分量及其极值特性向量——余弦律与差向量法则150

6.2 像移动分量及其极值特性向量——余弦律与差、和向量法则157

6.3 有关像点位移分量和像点位移的特性参量161

6.4 像点位移分量的极值轴（或梯度轴）和零值轴163

6.5 像点位移的各维数的零值轴167

6.6 光轴交截平面棱镜的各维数零值轴、零值轴平面和零值极点175

6.7 反射棱镜平面三维零值极点的存在条件及其求解的一般方法186

6.8 反射棱镜分类202

6.9 反射棱镜图表203

6.10 反射棱镜顺、逆光路调整的转换公式——反射棱镜逆光路调整法则207

6.11 反射棱镜调整定理211

6.11.1 引言211

6.11.2 关于像倾斜的“余弦律与差向量法则”——定理的雏形212

6.11.3 “余弦律与差向量法则”的前4次提升218

6.11.4 反射棱镜调整定理222

6.11.5 结论223

习题223

第7章 反射棱镜稳像224

7.1 反射棱镜稳像的实质和意义224

7.2 平行光路稳像225

7.2.1 关于反射棱镜稳像的自由度问题225

7.2.2 微量转动稳像公式227

7.2.3 有限转动稳像公式229

7.3 会聚光路稳像230

7.3.1 稳像棱镜的选型问题230

7.3.2 会聚光路稳像公式234

习题236

第3篇 反射棱镜共轭理论的应用237

第8章 铰链式双眼观察仪器的分校光轴的原理237

8.1 分校光轴的概念237

8.2 分校光轴的方法和步骤239

8.3 像位偏与光轴偏的关系式239

8.4 分校光轴的具体实施243

8.5 炮队镜的分校光轴244

习题247

第9章 双眼望远镜光轴调整计算248

9.1 双眼望远镜的铰链结构248

9.2 光轴校正仪248

9.3 校光轴的方法和步骤250

9.4 像位偏与光轴偏的关系式250

9.5 光轴调整计算255

9.6 光轴校正仪使用方法的改进261

9.7 双眼望远镜光轴校正中的一些经验262

9.8 对双眼望远镜的光学校正及校正时的棱镜转轴的分析263

9.9 反射式光轴校正仪265

习题266

第10章 光轴偏和像倾斜的综合计算267

10.1 综合计算的概念267

10.2 推导必要的公式268

10.3 综合计算270

10.4 关于棱镜调整转轴的选择272

习题272

第11章 测角仪器的调整273

11.1 经纬仪273

11.1.1 概述273

11.1.2 误差分析274

11.1.3 原始误差与已知数据275

11.1.4 高低行程差与水平行程差276

11.2 潜望测角仪277

11.2.1 概述277

11.2.2 原始误差与已知数据278

11.2.3 高低行程差与水平行程差279

11.2.4 调整281

习题284

第12章 对一米体视测距仪的基端棱镜的调整分析285

12.1 基端棱镜的光路285

12.2 基端棱镜座的构造285

12.3 基端棱镜的极值特性向量286

12.4 基端棱镜的调整特性的分析287

习题291

第13章 观测系统的扫描与稳像——稳像、观测系统的设计292

13.1 平飞轰炸瞄准图292

13.2 瞄准294

13.2.1 方向瞄准294

13.2.2 距离瞄准294

13.3 观测系统295

13.4 观测系统稳像298

13.5 棱镜-陀螺稳像部件的结构306

习题308

第14章 大角度干扰观测线稳定309

14.1 扫描稳像棱镜组的结构309

14.2 原理310

14.2.1 坐标系和符号310

14.2.2 稳像方程310

14.2.3 动坐标与定坐标之间的坐标转换——求G2'0'311

14.2.4 陀螺传感器——干扰摆角λ1、λ2及λ3的测定312

14.2.5 工作式的推导315

14.3 实验系统316

习题317

第15章 新型棱镜318

15.1 反射式圆束偏器——单平面镜318

15.2 透射式圆束偏器——道威屋脊棱镜等319

15.3 圆束偏器的模型321

15.4 像旋转器的模型322

15.5 分离式圆束偏器——三轴稳像棱镜组324

15.6 双道威屋脊棱镜组及多道威屋脊棱镜组325

15.7 方截面道威屋脊棱镜327

15.8 棱镜内部的光路追迹332

15.9 方截面道威屋脊棱镜阵列336

15.10 道威棱镜阵列336

习题337

第16章 新型双目显微镜的设计338

16.1 显微镜基本知识338

16.2 双目显微镜的一个固有的问题338

16.3 解题的途径340

16.3.1 棱镜微量偏转法340

16.3.2 大物镜方案349

习题350

第17章 反射棱镜光学平行差分析与计算351

17.1 光学平行差352

17.2 原始误差与基准356

17.3 解题的一般途径362

17.4 折射矢量公式364

17.5 折射三棱镜交棱的作用365

17.6 由楔镜造成的平行光束的偏转△A"366

17.7 楔镜在平行光路成像中所造成的光轴偏和像弯曲369

17.8 双像差371

17.9 计算实例一——直角屋脊棱镜372

17.10 棱镜制造误差分析与计算的新方法378

17.11 计算实例二——屋脊五棱镜380

17.12 入射光轴与入射面不垂直的反射棱镜384

17.13 计算实例三——KⅡ-90°-90°空间棱镜385

17.14 光学平行差公差的计算388

17.14.1 瑞利判据——分辨率与光程差388

17.14.2 单面偏心透镜的楔镜效应399

17.14.3 光楔楔角公差的计算399

17.14.4 公差的分配401

17.15 计算实例四——周视瞄准镜401

习题404

附录406

附录A 反射棱镜图表406

附录B 程序514

附录C 符号表以及对某些符号规则的说明524

附录D 部分题解530

参考文献540

致谢543