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十八世纪的GPS——六分仪(图)

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  这回就来详细说说与此有关的六分仪的使用。


  欧洲人在15世纪~17世纪期间,在全球范围开启了地理大发现的时代,开辟新航线,大搞远洋贸易。在茫茫的大洋上四周没有参照物,只能依靠星辰来定位。但是要想测量得非常精准,还得要有一件趁手的“兵刃”——既要轻便满足快速测量的要求,又要精确以满足定位所需的精度。

  后来到了十八世纪,牛顿牛老爵爷提出了一个测量角度的工具的设计,并给出了数学证明。后人在他的指引下,就设计出了六分仪用于航海。


  就是这样的道具,一开始底下的圆弧比较短,是圆周的八分之一,被称为八分仪,实际测量的时候有点局促。后来再扩充到圆周的六分之一,就被称为六分仪了:

  

  它的工作原理是:

  六分仪的主要构造是一个固定支架,一根旋转臂,活动臂上有一面小镜子,固定支架上也有一面小镜子,以及另一边固定支架上的小望远镜


  在固定支架上的这面镜子,是由两个半圆构成的,一个半圆是透明玻璃,从小望远镜看过去,能看到远方的景物;另半圆则是一面小镜子,从旋转臂上小镜子反射来的光,经过它再反射一次进入小望远镜。

  

  观测者所要做的事就是调整活动臂,使得当从小望远镜看过去,天上的星光与远方的景物(海平面)对齐的时候,从活动臂所指的圆弧刻度上读数就可以知道星星的高度角了。


  为了达到所需的精度,在读数方面,六分仪还有这样一些设置:

  1、微调螺旋的圆周被划分为 60 等分,它每转一圈,活动臂就移动 1 度,这样从圆周上的读数就可以读出 1 度的六十分之一,也就是1分

  

  2、但这还不够,在微调螺旋对面的游标上,将 4 分的宽度再划分成了 5 等分,由它们之间的移动偏差,又可以进一步读出0.2分精度的数值
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