一,、

六分儀是一種光學(xué)儀器，可以測(cè)量遠(yuǎn)方兩個(gè)目標(biāo)之間的夾角——最常用的是測(cè)量天體與海（地）平線或天體與天體之間的夾角,。測(cè)出夾角,，再查得當(dāng)天太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度，就能確定觀測(cè)者所在的緯度,。這對(duì)航海有重大意義,。自18世紀(jì)面世以來(lái)，六分儀一直是重要的定位和導(dǎo)航工具,。

六分儀簡(jiǎn)化之后，就是這樣,。

包括兩大部分。第一部分,，包括架體,、分度弧、望遠(yuǎn)鏡,、半透明半反射的地平鏡,，都是固定住的。

這個(gè)角是60度,，但分度弧的刻度是0度到120度。

另一部分,，是指標(biāo)臂，以及固定在指標(biāo)臂上的指標(biāo)鏡,。

地平鏡與指標(biāo)臂歸零時(shí)的指標(biāo)鏡平行,。

為了更簡(jiǎn)化，這里設(shè)定指標(biāo)臂歸零時(shí),，地平鏡,、指標(biāo)鏡,、0刻度線，三者平行,。

二,、

觀測(cè)者通過(guò)望遠(yuǎn)鏡和地平鏡，注視著遠(yuǎn)方的海平線,。上中天的太陽(yáng),，其光線射向了指標(biāo)鏡。

轉(zhuǎn)動(dòng)指標(biāo)臂,，讓陽(yáng)光反射到地平鏡上。觀測(cè)者的視野里,，開(kāi)始出現(xiàn)太陽(yáng)的影像,。

當(dāng)太陽(yáng)影像與海平線相切時(shí),，指標(biāo)臂的指針對(duì)準(zhǔn)的刻度,，就是太陽(yáng)此時(shí)的高度角（太陽(yáng)高度角就是太陽(yáng)光的入射方向和地平面之間的夾角）。

這是極度簡(jiǎn)化的操作方法,。實(shí)際使用時(shí)，要有校準(zhǔn)和調(diào)整的步驟,，還要確保六分儀垂直于地面（以望遠(yuǎn)鏡的光軸為軸心,，讓整個(gè)六分儀左右搖擺，使得視野中的太陽(yáng)影像對(duì)海平線作鐘擺運(yùn)動(dòng)時(shí),，不會(huì)下沉到海平線以下）,。并且，使用六分儀測(cè)天體高度,，不是只測(cè)一次就得出結(jié)論,，而是要連續(xù)多次測(cè)量。

另外,，更多時(shí)候,，是先對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),，讓陽(yáng)光從地平鏡和望遠(yuǎn)鏡中通過(guò),，再慢慢地將海平線拉入視野。

當(dāng)然了,，一開(kāi)始不必了解這么細(xì),，先知道大概的原理就行。

有一點(diǎn)需要說(shuō)明,，人類的眼睛不是鈦合金狗眼,，承受不住正午陽(yáng)光的直射,，所以六分儀裝上了可以活動(dòng)的濾光片。

三,、

現(xiàn)在我們來(lái)看六分儀測(cè)量天體高度角的原理。以下就是證明的過(guò)程（其實(shí)就是一道初中的幾何證明題,，非常簡(jiǎn)單）：

指標(biāo)臂角度歸零的時(shí)候，地平鏡,、指標(biāo)鏡和0刻度線,，這三者是平行的。所以∠2,，其實(shí)也等于指標(biāo)鏡與0刻度線的夾角,。

有些六分儀的地平鏡，用的不是半反半透的鏡片,，而是由一半鏡子一半玻璃拼接而成的,。用起來(lái)都差不多。

四,、

觀測(cè)者用六分儀測(cè)到了正午太陽(yáng)高度角，再?gòu)奶煳臍v上查到當(dāng)天的赤緯角（地球赤道平面與太陽(yáng)和地球中心的連線之間的夾角,，其實(shí)也就是太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度）,。

有了正午太陽(yáng)高度角和赤緯角（太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度）這兩項(xiàng)數(shù)據(jù),，觀測(cè)者就知道自己所在的緯度了,。

太陽(yáng)高度角=90°-|觀測(cè)者緯度±太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度|

（同減異加——觀測(cè)者和太陽(yáng)直射點(diǎn)都在赤道的同一邊，就用“-”號(hào),；如果在赤道的兩邊,，就用“+”號(hào)）

正午太陽(yáng)高度角、太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度,、觀測(cè)者的緯度,，這3個(gè)量，只要知道其中任意兩個(gè),，就可以求出第三個(gè),。

如果測(cè)量的是北極星，那就更方便了,。北極星的高度角,，就可以直接看做是當(dāng)?shù)氐木暥龋B天文歷都不用查,。

五,、

現(xiàn)在,，緯度已經(jīng)求出來(lái)了。經(jīng)度該如何求呢,？

舉個(gè)例子,，假設(shè)你的鐘表，顯示的是你出發(fā)地的時(shí)間,。在出發(fā)地,，太陽(yáng)上中天的時(shí)間是中午12點(diǎn)。而現(xiàn)在,，才11點(diǎn)太陽(yáng)就上中天了,。這說(shuō)明，你現(xiàn)在的位置在出發(fā)地的東邊,，經(jīng)度相差15度,。

現(xiàn)在已經(jīng)算出了觀測(cè)者所處的經(jīng)度,。如果還想更精確一點(diǎn),，就得校正平太陽(yáng)日和真太陽(yáng)日的差值所帶來(lái)的誤差。

真太陽(yáng)日,，是太陽(yáng)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)上中天的時(shí)間間隔,，也就是一天真正的長(zhǎng)度。真太陽(yáng)日,，是長(zhǎng)短不等的,。也就是說(shuō)，太陽(yáng)上中天的時(shí)間,，不一定是正午12點(diǎn)鐘,。比如今天早幾秒，明天晚幾秒,。

平太陽(yáng)日,，是真太陽(yáng)日的全年平均值。平太陽(yáng)上中天的時(shí)刻都是正午12點(diǎn)整,。

為了精確地求得自身所在的經(jīng)度,，觀測(cè)者需要先用平太陽(yáng)，算出自身所處位置與基準(zhǔn)位置（比如出發(fā)地）之間的經(jīng)度差,。再通過(guò)查閱天文歷,，來(lái)校正平太陽(yáng)和真太陽(yáng)的差值所產(chǎn)生的誤差。

六,、

在沒(méi)有無(wú)線電定位等方法的時(shí)候,，航海過(guò)程中要確定自己的位置,，需要六分儀,、航海鐘,、天文歷這三樣?xùn)|西。

但是走時(shí)精確的航海鐘,，是在發(fā)明六分儀之后很久才出現(xiàn)的,。在此之前，航海家們的常用導(dǎo)航工具,，是六分儀和星表,。

陸地上的天文臺(tái)長(zhǎng)期觀測(cè)，積累了豐富的天文數(shù)據(jù),，其中包括任意時(shí)刻月亮在星空上的位置,，將其記錄在星表里。在海上的水手們,，用八分儀或六分儀測(cè)定月亮在天球上的位置,，再對(duì)照星表，得出當(dāng)?shù)貢r(shí)間,。其實(shí)就是把星空當(dāng)做是表盤,，把月亮看做是指針，以此來(lái)確定當(dāng)?shù)貢r(shí)間,，得出當(dāng)前地點(diǎn)與基準(zhǔn)地點(diǎn)（比如出發(fā)地）的時(shí)間差,，進(jìn)而算出當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度。這就是“天鐘法”當(dāng)中的“月距法”,。

“月距法”的精確度還不錯(cuò),，但比不上后來(lái)的“時(shí)鐘法”。在使用便捷性方面,，“月距法”更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及“時(shí)鐘法”,。

走時(shí)精確的時(shí)鐘普及以后，“月距法”就沒(méi)什么人用了,。

七,、

回到六分儀上。直到今天,，六分儀仍是被廣泛認(rèn)可的備用定位儀器,。

現(xiàn)在的六分儀,，分度弧的刻度多是從-5度到130度或140度,，測(cè)量范圍都明顯大于120度，實(shí)際上算是“五分儀”,。但因?yàn)榱?xí)慣,，還叫六分儀。

而更早之前,，人們用過(guò)八分儀,。顧名思義，八分儀的分度弧是45度,，是一周360度的八分之一,，測(cè)量范圍是90度。六分儀出現(xiàn)后,，八分儀就被淘汰了,。

前面說(shuō)了,，六分儀和八分儀的功用,，是測(cè)量天體的高度角或者天體與天體之間的夾角。這東西是18世紀(jì)才發(fā)明的,。在此之前,，人們用什么來(lái)實(shí)現(xiàn)類似功能呢？那就五花八門了,，普遍使用的有星盤,、直角儀等，效果都不太好,。所以要再配合羅盤指向,，以及通過(guò)計(jì)算海船和水流的速度，在航海圖上推算實(shí)時(shí)位置,、標(biāo)記航跡的方法來(lái)定位和導(dǎo)航,。多種方法相互對(duì)比驗(yàn)證，不斷修正,，減小誤差,。