六分儀使用示意圖
六分儀(sextant) ,用來測量遠(yuǎn)方兩個(gè)目標(biāo)之間夾角的光學(xué)儀器。通常用它測量某一時(shí)刻太陽或其他天體與海平線或地平線的夾角,以便迅速得知海船或飛機(jī)所在位置的經(jīng)緯度。
航海用六分儀在扇形框架背面有手柄,框架上裝有活動(dòng)臂,活動(dòng)臂最上端即是指標(biāo)鏡;半反射式的平鏡安裝在六分儀的左側(cè)(中部,正對望遠(yuǎn)鏡者),地平鏡旁邊還配有濾光片供測量太陽等明亮天體時(shí)使用。測量天體地平高度時(shí),觀測者手持六分儀,讓望遠(yuǎn)鏡鏡筒保持水平,并從望遠(yuǎn)鏡中觀察被測天體經(jīng)地平鏡反射所成的像;同時(shí)要調(diào)節(jié)活動(dòng)臂,使星象落在望遠(yuǎn)鏡中所見的地平線上。這也是地平鏡需要用半反射玻璃制造的原因。
使用六分儀測量經(jīng)緯度的前提條件是當(dāng)前時(shí)間已知。先用六分儀測量出某天體(一般用太陽)上中天時(shí)的地平高度,再查閱天文年歷了解當(dāng)天該天體的赤道坐標(biāo),只需代入公式:
就可以得出該地的緯度φ。式中z是天體天頂距(90度減去地平高度),δ是天體的赤緯,t是時(shí)角,可以由地方恒星時(shí)與天體赤經(jīng)相減得出,恒星時(shí)也可以通過簡單計(jì)算得到。如果是由太陽位置計(jì)算地理緯度,更簡便的算法是:
至于經(jīng)度的測量,可以通過比較太陽上中天時(shí)地方時(shí)(由查閱天文年歷得出)與出發(fā)地的時(shí)間之差得出。
六分儀最大的缺點(diǎn)是受天氣的影響較大,不能在陰雨天使用。而制造過程中會(huì)無可避免地引入機(jī)械誤差,這也成了限制六分儀精度的一個(gè)因素。有一定經(jīng)驗(yàn)的觀測者在正常條件下白天單一觀測的均方誤差為±0.7′~±1.0′。增加觀測次數(shù)取平均值,則其均方誤差降為單一觀測值的,n為次數(shù),一般取3、5、7次。天體高度最好為15°~65°。
此外,六分儀也可在沿岸航行時(shí)用于觀測兩個(gè)地面物標(biāo)之間水平夾角,用以在海圖上定位。
中海集團(tuán)海運(yùn)廣場豎立的“六分儀”銅像