六分儀

六分儀，是一種航海光學測量儀器，用它可以確定相對較遠物體的觀察方向之間的角度，特別是恒星與恒星的角距離地平線。 它主要用于海上天文導航測量太陽和星星的高度，較少用于航空，以前也用于探險，以及天文和土地測量。

六分儀這個名字來自設備框架，它代表一個大約 60°（圓的六分之一）的圓扇形，由于鏡子定律，它允許角度測量到圓周的兩倍，即最多120°。 因此，六分儀的刻度至少為 120°。 相比之下，其前身八分圓的角度刻度至少為 90°。 它的框架覆蓋 45°，即一個圓的八分之一，類似于六分儀- 它的名字由此而來。 另一方面，象限是相對于垂直方向的量角器，測量（無反射）高達 90° 的仰角。

天文導航的先驅是雅各布之杖。

六分儀的基本組成部分是指針臂，用它進行測量，其精確的角度設置可以從度弧上讀取； 鏡子（索引鏡）安裝在垂直于儀器平面并隨儀器旋轉的準星樞軸上； 和一個固定鏡（地平鏡），當瞄準鏡處于零位時，它與索引鏡平行。 它可以是半透明的（全視鏡），也可以是右側有鏡面而左側沒有鏡面、半透明（半透半反鏡）。 瞄準地平鏡的小型望遠鏡，或者甚至是不帶透鏡的簡單鏡筒，都用于瞄準目標。

視準儀 (alidade) 由其下端的螺桿移動，螺桿通過蝸輪與度弧下緣的齒輪嚙合（度弧對應于經緯儀的節圓）。 在現代的六分儀中，螺絲帶有一個刻有度數分數的鼓，以便更舒適地進行精細閱讀（鼓六分儀）。 對于視準儀 (alidade) 的較大運動，可以使用棘爪將蠕蟲從牙齒中取出。

其他組件是可以折疊到光束路徑中的各種過濾器（陰影玻璃）。 可以用最 強的濾鏡瞄準太陽，用中間的濾鏡瞄準月亮，而不會遮蓋地平線的圖像。

某些型號具有根據水平儀原理工作的人工地平線。 然后可以通過額外的鏡子通過觀察孔看到這個水平儀，如果地平線不能作為光學參考，它可以作為測量的物理方向參考。

如果你通過地平鏡的觀察孔看，你可以直接通過它看到兩個目標之一（因為它是半透明的或者因為沒有鏡子的那一半）。 地平鏡的傾斜度使折射鏡在其中反射，也可以看到從中反射的圖像。 因此，觀察者會看到兩個疊加的圖像：一個是直接看到的，另一個是經過雙重反射后的。 即使使用半透半反鏡，圖像也不是嚴格相鄰的，而是部分疊加的，因為當望遠鏡設置為“無限遠”時，鏡面和非鏡面部分之間的邊界非常模糊。

在照準儀的零位置，地平鏡和折射鏡平行，因此兩個圖像是一致的。 （嚴格來說，這只適用于被觀察目標無限遠的情況，因為觀察口和分度鏡的高度差會產生很小的視差，但在星空和遠距離的情況下這個視差可以忽略不計）界標。）為了測量兩個目標之間的角度，旋轉索引鏡相對于地平鏡的對準，直到兩個目標的圖像重合。 由于反射定律，入射角=反射角，總反射角是照準儀轉動角的兩倍。 因此，標尺上標有旋轉角度值的兩倍。 因此，對于 +100° 至 ?20° 的測量范圍，60° 度的弧度就足夠了。

如果六分儀在測量過程中沒有保持完全靜止，兩個圖像將在視野中一起來回擺動，因此兩個目標的明確疊加和正確測量仍然是可能的，即使它有點難的。 因此，六分儀可以徒手使用，也可以在波動的環境中使用，例如在船上它被使用。

天文導航測量星高時，通過地平鏡用望遠鏡對準地平線。 當設計成半透半反鏡時，視野的左半部分可以看到地平線，帶有折射鏡影像的地平鏡在右側。 帶有全視鏡的現代六分儀可以（在光線損失的情況下）在整個視野范圍內看到地平線。 觀察者調整照準儀，直到天體的反射圖像在地平鏡中可見并且看起來與地平線齊平。 在導航星的情況下，測量恒星與地平線之間的角度，即地平線和恒星在鏡子中對齊。 在月亮或太陽的情況下，上邊緣或下邊緣用于此。

視準儀 (alidade) 必須設置為使物體（在示例中為太陽的下邊緣）在最低點接觸地平線。 正確測量的先決條件是六分儀的準確垂直位置。 在傾斜姿態下，不會測量太陽下邊緣與其垂直下方地平線上的點之間的角度，而是測量與地平線上另一點的較大角度。 因此，人們將六分儀繞著望遠鏡的軸向側面旋轉，并調整照準儀，直到太陽的下邊緣在旋轉運動的一點剛好接觸地平線。

在正確設置視準儀 (alidade) 的那一刻，觀察者在精確時鐘的幫助下確定觀察時間（最方便的是通過呼叫助手）。 觀察者也可以將恒星的圖像靠近地平線，等到它在天空視旋轉過程中的上升或下降運動將其帶過地平線。 然后只需要確定該事件的確切時間。

設定角度的整數度從角度弧讀取，在讀取鼓的細分上的鼓六分儀的情況下讀取分數度。 在測得的角度可用于導航之前，需要進行多項數學修正，例如 對于設備誤差（預先確定）（指數誤差），地平線和水平線之間的差異（所謂的波峰深度，取決于觀測高度），由于大氣光折射而導致的天體高度的偽造，如果適用，天體上緣或下緣距中心的距離。

當用于地面導航或測量任務時，六分儀的用法類似，但有時在測量三個已知地標之間的水平角度時水平放置。 通過測量已知結構的仰角來計算距離，例如燈塔，具體高度可以在燈塔目錄中找到，六分儀是豎著的。

• 將六分儀器指向太陽下方的地平線
• 按下棘爪釋放瞄準
• 讓太陽落到地平線
• 松開棘爪并微調太陽在滾筒上的位置
• 繞望遠鏡軸轉動六分儀檢查垂直度
• 閱讀角度

即使在航海時代，六分儀的測量精度也能達到約一弧分（1/60 度），相當于一海里的位置精度。 現代六分儀可以達到 10-20 角秒的機械精度。

在航海實踐中，六分儀的處理。 因波浪而變得更加困難，因此實際測量精度很少優于一弧分； 在困難的條件下，誤差為 5 弧分的測量仍然可以認為是好的。在航空領域，飛機的高速導致不準確，因為飛機已經移動了遠遠超出測量精度的量儀器在測量過程中。 這個錯誤可以通過“包圍”在很大程度上消除。 這里在觀測系列的開始和結束測量同一顆星，以獲得平均值。