1、天文航海學試驗業務指導書一、實驗的目的 通過實驗，使學生熟悉六分儀的結構、測角原理、方法和步驟。使學生能夠正 確、快捷地使用六分儀觀測天體高度。二、實驗時數4 學時三、實驗要求 1：了解六分儀的結構、測角原理及讀數的正確讀取。 2：掌握六分儀誤差的檢查、校正及測定方法。 3：掌握六分儀測天的要領、步驟及考前須知。四、主要設備六分儀、秒表、五、主要步驟1：六分儀的結構六分儀有以下構件構成： 1刻度弧 2指標桿 3動鏡 4定鏡 5微 動鼓輪 6游標 7濾光鏡組 8照明裝置 9松緊夾 10手柄 11 調整 螺絲 12單筒望遠鏡 13鏡筒支架 14架體 2：測角原理六分儀基于二條平面鏡反射定理即：光線

2、的入射角等于反射角；光線連續經過 兩個平面鏡反射，光線入射方向與最后反射出方向的夾角，等于兩鏡夾角的兩倍。 3：測角讀數的讀取六分儀的刻度弧上，從 00 向左到 1300 叫主弧，讀數為正。從 00 向右到 50 一小 段弧長叫余弧，讀數為負。測角讀數分別由刻度弧、鼓輪和游標尺三個部份讀出。六分儀測角讀數為： 1主弧讀數 從分度弧讀取整度數 從鼓輪讀取分數 從游標讀取分的小數 2余弧讀數余弧讀數與主弧數大體相同，由于機械構造上的原理，鼓輪倒轉時從60、50/、40,分數由大向小反向變化，指示臂才向右移動。因此，鼓輪倒轉一周， 指示臂右移10。所以，應用60/減去從鼓輪和游標上讀取的分和分的小數

3、，其差為 正確讀數。4：航海六分儀的檢查和校正 六分儀的測角誤差主要有六個：其中三個為永久性誤差，其余為可校正誤差。 永久性誤差：永久性誤差是由于制造工藝的缺陷而引起的固定誤差。1偏心差：指標臂的轉軸中心與刻度弧的圓心不重合。 2棱性差：動鏡、固定鏡及濾光片前后鏡外表互助不平行，各鏡外表不平而引起 的 3刻度差：刻度弧、鼓輪和游標的分劃度不準所致。綜合這三項系統誤差叫六分儀的器差S,出廠前已測定好，可以從六分儀箱蓋上的鑒定書中，以測角為引數查取，供觀測高度后的修正?？尚Ｕ`差： 準確的六分儀讀數必須滿足：動鏡和定鏡與刻度弧平面要垂直；指標臂指0°時，動鏡和定鏡要互助平行。每次使用六分

4、儀之前，均應依次按以下三步校正來滿 足上述條要求。1垂直差動鏡差 Perpendicular error 原因：動鏡面不垂直于刻度弧平面。檢查與校正：將指標臂移至 35°左右，左手平握六分儀，刻度弧朝外。眼睛置于動 鏡后，同時斜視動鏡中的反射弧影與直接看到的真弧成一延續的弧線時，表示沒有 動鏡差，如果不成一延續的弧線而產生上下位置時，說明動鏡差存在，需要校正。 可用校正板手慢慢轉動鏡面后的校正螺釘，邊看邊轉動直到消除動鏡差反射和實 際弧象位于同一弧線上。 2邊差定鏡差 Side error 原因：定鏡鏡面不垂直于刻度弧平面。檢查與校正：加適量濾光片，將指標臂放在0°，六分儀

5、保持垂直對準太陽或星體，并且慢慢地正、反轉鼓輪，仔細觀察太陽和其影象是否有左右公開現象。 3指標差 i 的測定 Index error 0°與動、定兩鏡平行時的讀數mo的符號相反，那么有：i=o mo原因：兩鏡平行時指標不指 0°。檢查與校正： 利用水天線測定指標差指標臂放在 o° ，去掉濾光片，調好焦距。對準水線方向轉動鼓輪，使直射和反射水天線一高一低現象嚴密相接成一直線。此時讀數為mo,那么i = 0 m。 利用星體測定指標差觀測星體高度時，應利用星體測定指標差。所選用的星體不宜太亮，這樣能重 合得準。高度也不宜過高，便于觀測。測定方法與上述測水天線相同。 利

6、用太陽測定指標差由于測太陽影象重合不易，所以一般均測影、實象上下相切。指標臂放在oo，配好濾光片對準太陽，轉動鼓輪，上切一次讀數為mi,再下切一次讀數為 m2,兩次相切讀數的平均值等于兩象重合的讀數m0，即：因此，指標差1=0 m0用太陽測指標差的優點是可以檢查觀測的質量，下切讀數m2與上切讀數mi之差等于太陽視半徑的 4 倍,由觀測求出太陽視半徑：m2 m1R=4這樣，測定的太陽視半徑 R°可與?航海天文歷?中列出當天太陽視半徑值相比擬。 兩者一致，說明觀測可靠，所測指標差可用。如兩者相差超過0 /。2，應重新測定指標差。最后應指出，當指標差超過 6/時，就應縮小它。方法是：將指標

7、臂置于0000/、0 處，通過調整定鏡下面螺釘，使星體或水天線重合。調整指標差后，定鏡的垂直 性被破壞。因此，還得重新校正定鏡的垂直性，再測定指標差，重復上述校正方法 直至指標差小于 6/為止。5：觀測前的準備工作1如室內外溫度相差較大，應提前半小時左右將六分儀箱子放到室外遮陰的通 風處，使六分儀逐漸適應露天的溫度。 2 準備好觀測記錄簿、鉛筆等。 3 檢查、校正六分儀動鏡、定鏡，調整好望遠鏡焦距，根據需要選配好濾光片。 4 測定指標差、記下觀測值。6：觀測天體高度的考前須知 1 觀測位置要適宜，要選在避風、避浪、避震、視野寬闊，測天要迅速而準 確。水天線不清時，位置低些好。風浪大時，水天線呈

8、鋸齒波形，位置高些 好。2當太陽下方有云層，海上有薄霧或臨近兩種不同顏色海水交匯的海面時，在 天邊往往呈現一條或幾條陰影和水天線相混淆。這時，應注意識別真假水天 線，用望遠鏡能夠隱約地到最高、最遠的一條是真水天線。3掌握六分儀的技術質量狀況。7：觀測天體高度的要領將指標臂移到 0，豎拿六分儀，望遠鏡對準觀測的天體，調整好焦距。如測太 陽，還應選配濾光片，由于望遠鏡的視野有限，可微睜左眼協助搜索，直到要觀測 的天體出現在望遠鏡的視野內。這時在定鏡右半側鏡子中看到的便是要觀測的天體 的反射影像。然后，左手捏緊指標桿的彈簧夾。右手握住把手慢慢地向下轉動六分 儀架體，使望遠鏡逐漸朝向水天線，而左手那么

9、平穩地調整指標桿，保持天體的反射 影像在望遠鏡的視野中，直到同時看到天體和水天線為止。如測太陽，那么在望遠鏡 光軸已根本轉到水天線位置時，移開定鏡前的深色濾光片或改用淺色的。接著轉動 鼓輪，調整天體反射影像的位置。如天體在下降，把天體反射影像拉到水天線上面 一點；如天體在上升，那么把天體反射影像拉到水天線下面一點。假設觀測太陽或月 亮，那么是以準備觀測的上邊緣或下邊緣為基準，來調整它的反射影像的位置。通常 是測太陽的下邊高度，上午觀測，太陽高度在上升把它的下邊緣與水天線重疊稍許，重疊部份看起來象個白點；下午觀測，太陽高度在下降，那么把它的下邊緣拉到 水天線的上方，略微離開一點，兩者的間隙象是自

10、段黑線，在白點消失或黑線斷開 的瞬間，就是準確相切的時間。如果是觀測星體，那么事先用星球儀或索星卡求出觀測刻天體的概略高度和方 位。把天體高度定在六分儀上，然后將望遠鏡略向天體方位方向的水天線，以六分 儀垂線為軸線，沿水天線左右來回搜索，直到要觀測的天體反射影象出現在望遠鏡 視野內，然后，轉動鼓輪，調整天體反射影像的位置，如同上述。測量高度時，要求六分儀刻度弧平面與天體垂直圈重合，即要求六分儀刻度弧 平面垂直于水天線，而且與天體的方位一致。找天體垂直圈的方法是：以望遠鏡光 軸為軸，左右搖擺六分儀，那么在望遠鏡視野中看到天體的反射影像也作弧線狀的擺 動?；【€的最低點是天體垂直圈的方向，測者應轉動身體，調整六分儀望遠鏡的方 向，使弧線的最低點處于望遠鏡視野中央，這樣六分儀的方向和天體方位一致，即 六分儀處于垂直位置了。在等待相切的過程中，由于天體方位不斷變化，天體垂直 圈也隨之改變，天體反射影像擺動弧線的最低點也隨之在水天線上移動。因此應繼 續擺動六分儀，讓天體反射影像繼續劃出弧線，測者繼續調整望遠鏡方向，以保持 弧線最低