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六分仪的概念与应用

六分仪的概念与应用 2011年12月10日 来源： 六分仪是用来测量远方两个目标之间夹角的光学仪器。通常用它测量某一时刻太阳或其他天体与海平线或地平线的夹角﹐以便迅速得知海船或飞机所在位置的经纬度。六分仪的原理是牛顿首先提出的。六分仪具有扇状外形﹐其组成部分包括一架小望远镜﹐一个半透明半反射的固定平面镜即地平镜﹐一个与指标相联的活动反射镜即指标镜。六分仪的刻度弧为圆周的1/6。使用时﹐观测者手持六分仪﹐转动指标镜﹐使在视场里同时出现的天体与海平线重合。

根据指标镜的转角可以读出天体的高度角﹐其误差约为±02～±1。在航空六分仪的视场里﹐有代替地平线的水准器。这种六分仪一般还有读数平均机构。六分仪的特点是轻便﹐可以在摆动著的物体如船舶上观测。缺点是阴雨天不能使用。二十世纪四十年代以后﹐虽然出现了各种无线电定位法﹐但六分仪仍在广泛应用。

早期航海家在大海中沿航线航行时，需要不断确定航船所处的位置，即船所处的经度和纬度的交叉点。航海家为了弄清楚自己的船所处的纬度，需要有一种仪器，它能通过对地平线和中午的太阳之间的夹角的测量，或通过对地平线和某颗固定星之间的夹角的测量来确定纬度。最初，水手用星盘来测量太阳高度，但由于船的甲板是上下起伏的，这种仪器极难操作，而且不容易测算准确。后来人们用直角仪取代了星盘。航海图上的六分仪及两脚规、量角器、平行尺等早期航海仪器。

1731年，哈德利发明了反射象限仪，并很快发展成了六分仪，即测量圆周的1/6的一种弓形仪器。哈德利曾和哈雷一起研制成功了一种反射望远镜。他接着又制造了一种在海上测量角度的仪器。观测者可以通过一面镜子同时看见地平线和太阳，它们之间的角度用边缘标有刻度的象限仪量出来。1732年，英国海军部把量90度夹角的象限仪放在一只快艇上作试验，结果非常精确。于是象限仪成为海军航行的必备仪器。1757年，坎贝尔船长把象限仪弧度扩大，用来量120度的夹角，这样象限仪便变成了六分仪。它由一个三角形的架子组成，一边是一个弧形板，上面上刻度和可以移动的指针。反射镜将夹角需测量的两物体反射到一起，就可以方便地测到角度并计算出该船处在的纬度，以保证船舶沿正确的航线行驶。

法国的“法兰西”号大型客轮在恶劣天气时使用先进的电子导航仪器控制自动行驶。但在特殊情况下仍需要六分仪来辅助判定方位。

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