赤纬角计算公式(9月23号的赤纬)

1.六分仪是一种光学仪器,可以测量两个相距较远的目标之间的角度——最常用的是测量天体与海(地)地平面或天体与天体之间的角度。测量夹角,然后查当天阳光直射点的纬度

1.六分仪是一种光学仪器,可以测量两个相距较远的目标之间的角度——最常用的是测量天体与海(地)地平面或天体与天体之间的角度。测量夹角,然后查当天阳光直射点的纬度,就可以确定观测者的纬度。这对航海意义重大。自18世纪出现以来,六分仪一直是一种重要的定位和导航工具。

赤纬角计算公式(9月23号的赤纬)插图

六分仪简化后,就是这样。

赤纬角计算公式(9月23号的赤纬)插图(1)

包括两个主要部分。第一部分,包括框架、刻度弧、望远镜和半透半反式地平镜,都是固定的。

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这个角度是60度,但是分度弧的刻度是0度到120度。

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另一部分是指示臂和固定在指示臂上的指示镜。

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水平视镜与指示器镜平行,指示器臂归零。

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为了简化,在这里,将指针臂设置为零,地平镜、指针镜和零刻度线,三者是平行的。

二、

观测者通过望远镜和地平镜观察远处的地平线。天空中的太阳照射在反射镜上。

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旋转指针臂,将阳光反射到水平镜上。在观察者的视野中,太阳的图像开始出现。

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当太阳像与地平线相切时,指针臂的指针对准的刻度就是此时太阳的高度角(太阳的高度角是太阳光的入射方向与地平面的夹角)。

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这是一种极其简化的操作方法。在实际操作中,要有标定和调整的步骤,六分仪要与地面垂直(以望远镜光轴为轴,让整个六分仪左右摆动,使视野中的太阳像在向地平线做钟摆运动时不会沉入地平线以下)。而且,用六分仪测量天体高度,并不是只有一次才能得出结论,而是连续几次。

另外,更多的时候,是先瞄准太阳,让阳光穿过地平线镜和望远镜,再慢慢把地平线拉入视野。

当然,一开始不用知道那么多,先知道大概原理就行了。

需要注意的是,人的眼睛不是钛合金的狗眼,无法承受中午的阳光直射,所以六分仪配备了可移动滤镜。

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三、

现在我们来看看六分仪测量天体高度角的原理。以下是证明的过程(其实是初中的一道几何证明题,很简单):

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当臂角为零时,水平镜、指示镜和0刻度线平行。所以∠2实际上等于指示镜和0刻度线之间的角度。

有些六分仪的地平镜并没有使用半反半透镜片,而是由半镜半玻璃组成。差不多了。

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四、

观测者用六分仪测出太阳中午的高度角,然后从天文历中求出当天的赤纬角(地球赤道面与太阳和地心连线的夹角,实际上是太阳直射点的纬度)。

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有了正午太阳的高度角和赤纬角(阳光直射点的纬度)的数据,观测者就知道了自己的纬度。

太阳高度角= 90-|观察者的纬度加上或减去阳光直射点的纬度|

(加减——观测者和阳光直射的点在赤道的同一边,所以用“-”;如果在赤道两侧,用“+”号)

中午太阳的高度角,太阳直射点的纬度,观测者的纬度,只要知道这三个量中的任意两个,就可以求出第三个。

如果测量北极星,就方便多了。北极星的高度角可以直接当作当地纬度,甚至不用查天文历。

五、

现在,纬度已经算出来了。经度怎么找?

例如,假设你的时钟显示你出发地点的时间。在起点,太阳上的正午时间是中午12点。现在,太阳在天顶的时候才11点。这说明你现在的位置在起点的东边,经度差15度。

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现在观察者的经度已经计算出来了。如果你想更精确,你必须修正平均太阳日和真实太阳日之间的差异造成的误差。

真正的太阳日是太阳连续两次通过上子午线的时间间隔,即一天的实际长度。真正的太阳日长度不同。也就是说,太阳凌日的时间不一定是中午12点。比如今天早几秒,明天晚几秒。

平均太阳日是真太阳日的年平均值。太阳的正午时间是中午12点。

为了准确找到自己所在位置的经度,观测者需要利用平日计算出自己所在位置与参考位置(如出发点)的经度差。然后通过查阅天文历法,就可以修正平太阳时和真太阳时的差异造成的误差。

六、

在没有无线电定位等方法的时候,你需要六分仪、导航钟、天文历来确定你在导航过程中的位置。

但走时准确的导航钟直到六分仪发明后很久才出现。在此之前,航海家常用的导航工具是六分仪和星表。

地球天文台的长期观测积累了丰富的天文数据,包括月球在恒星上任何时刻的位置空,都记录在星表中。海上的水手用六分仪或六分仪测量月亮在天球上的位置,然后对照星表得到当地时间。实际上是把星星空当作表盘,月亮当作指针,从而确定当地时间,得到当前地点与参考地点(如出发地)的时差,进而计算出当地经度。这就是“天钟法”中的“月距法”。

“月距法”的精度还不错,但不如后来的“钟法”。在易用性上,“月距法”远不如“时钟法”。

精确时钟普及后,“月距法”用的人不多了。

七、

回到六分仪上。直到今天,六分仪仍然被广泛认为是一种备用定位仪器。

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目前,六分仪的分弧刻度多为-5度至130度或140度,测量范围明显大于120度,实际上就是一个“六分仪”。但因为习惯,也叫六分仪。

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更早的时候,人们使用八分仪。顾名思义,八分仪的分弧是45度,是一周360度的八分之一,测量范围是90度。六分仪出现后,六分仪被淘汰。

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前面说过,六分仪和六分仪的作用是测量天体的高度角或天体之间的角度。这个东西是18世纪发明的。在此之前,人们用什么来实现类似的功能?那就是各种。星盘、直角仪器等。都是常用的,但是效果不是很好。所以需要配合罗盘指向,计算海船和海流的速度,计算出海图上的实时位置,标注航迹来定位导航。各种方法相互比较验证,不断修正,减少误差。

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