六分仪

六分仪，是一种航海光学测量仪器，用它可以确定相对较远物体的观察方向之间的角度，特别是恒星与恒星的角距离地平线。 它主要用于海上天文导航测量太阳和星星的高度，较少用于航空，以前也用于探险，以及天文和土地测量。

六分仪这个名字来自设备框架，它代表一个大约 60°（圆的六分之一）的圆扇形，由于镜子定律，它允许角度测量到圆周的两倍，即最多120°。 因此，六分仪的刻度至少为 120°。 相比之下，其前身八分圆的角度刻度至少为 90°。 它的框架覆盖 45°，即一个圆的八分之一，类似于六分仪- 它的名字由此而来。 另一方面，象限是相对于垂直方向的量角器，测量（无反射）高达 90° 的仰角。

天文导航的先驱是雅各布之杖。

六分仪的基本组成部分是指针臂，用它进行测量，其精确的角度设置可以从度弧上读取； 镜子（索引镜）安装在垂直于仪器平面并随仪器旋转的准星枢轴上； 和一个固定镜（地平镜），当瞄准镜处于零位时，它与索引镜平行。 它可以是半透明的（全视镜），也可以是右侧有镜面而左侧没有镜面、半透明（半透半反镜）。 瞄准地平镜的小型望远镜，或者甚至是不带透镜的简单镜筒，都用于瞄准目标。

视准仪 (alidade) 由其下端的螺杆移动，螺杆通过蜗轮与度弧下缘的齿轮啮合（度弧对应于经纬仪的节圆）。 在现代的六分仪中，螺丝带有一个刻有度数分数的鼓，以便更舒适地进行精细阅读（鼓六分仪）。 对于视准仪 (alidade) 的较大运动，可以使用棘爪将蠕虫从牙齿中取出。

其他组件是可以折叠到光束路径中的各种过滤器（阴影玻璃）。 可以用最 强的滤镜瞄准太阳，用中间的滤镜瞄准月亮，而不会遮盖地平线的图像。

某些型号具有根据水平仪原理工作的人工地平线。 然后可以通过额外的镜子通过观察孔看到这个水平仪，如果地平线不能作为光学参考，它可以作为测量的物理方向参考。

如果你通过地平镜的观察孔看，你可以直接通过它看到两个目标之一（因为它是半透明的或者因为没有镜子的那一半）。 地平镜的倾斜度使折射镜在其中反射，也可以看到从中反射的图像。 因此，观察者会看到两个叠加的图像：一个是直接看到的，另一个是经过双重反射后的。 即使使用半透半反镜，图像也不是严格相邻的，而是部分叠加的，因为当望远镜设置为“无限远”时，镜面和非镜面部分之间的边界非常模糊。

在照准仪的零位置，地平镜和折射镜平行，因此两个图像是一致的。 （严格来说，这只适用于被观察目标无限远的情况，因为观察口和分度镜的高度差会产生很小的视差，但在星空和远距离的情况下这个视差可以忽略不计）界标。）为了测量两个目标之间的角度，旋转索引镜相对于地平镜的对准，直到两个目标的图像重合。 由于反射定律，入射角=反射角，总反射角是照准仪转动角的两倍。 因此，标尺上标有旋转角度值的两倍。 因此，对于 +100° 至 −20° 的测量范围，60° 度的弧度就足够了。

如果六分仪在测量过程中没有保持完全静止，两个图像将在视野中一起来回摆动，因此两个目标的明确叠加和正确测量仍然是可能的，即使它有点难的。 因此，六分仪可以徒手使用，也可以在波动的环境中使用，例如在船上它被使用。

天文导航测量星高时，通过地平镜用望远镜对准地平线。 当设计成半透半反镜时，视野的左半部分可以看到地平线，带有折射镜影像的地平镜在右侧。 带有全视镜的现代六分仪可以（在光线损失的情况下）在整个视野范围内看到地平线。 观察者调整照准仪，直到天体的反射图像在地平镜中可见并且看起来与地平线齐平。 在导航星的情况下，测量恒星与地平线之间的角度，即地平线和恒星在镜子中对齐。 在月亮或太阳的情况下，上边缘或下边缘用于此。

视准仪 (alidade) 必须设置为使物体（在示例中为太阳的下边缘）在最低点接触地平线。 正确测量的先决条件是六分仪的准确垂直位置。 在倾斜姿态下，不会测量太阳下边缘与其垂直下方地平线上的点之间的角度，而是测量与地平线上另一点的较大角度。 因此，人们将六分仪绕着望远镜的轴向侧面旋转，并调整照准仪，直到太阳的下边缘在旋转运动的一点刚好接触地平线。

在正确设置视准仪 (alidade) 的那一刻，观察者在精确时钟的帮助下确定观察时间（最方便的是通过呼叫助手）。 观察者也可以将恒星的图像靠近地平线，等到它在天空视旋转过程中的上升或下降运动将其带过地平线。 然后只需要确定该事件的确切时间。

设定角度的整数度从角度弧读取，在读取鼓的细分上的鼓六分仪的情况下读取分数度。 在测得的角度可用于导航之前，需要进行多项数学修正，例如 对于设备误差（预先确定）（指数误差），地平线和水平线之间的差异（所谓的波峰深度，取决于观测高度），由于大气光折射而导致的天体高度的伪造，如果适用，天体上缘或下缘距中心的距离。

当用于地面导航或测量任务时，六分仪的用法类似，但有时在测量三个已知地标之间的水平角度时水平放置。 通过测量已知结构的仰角来计算距离，例如灯塔，具体高度可以在灯塔目录中找到，六分仪是竖着的。

• 将六分仪器指向太阳下方的地平线
• 按下棘爪释放瞄准
• 让太阳落到地平线
• 松开棘爪并微调太阳在滚筒上的位置
• 绕望远镜轴转动六分仪检查垂直度
• 阅读角度

即使在航海时代，六分仪的测量精度也能达到约一弧分（1/60 度），相当于一海里的位置精度。 现代六分仪可以达到 10-20 角秒的机械精度。

在航海实践中，六分仪的处理。 因波浪而变得更加困难，因此实际测量精度很少优于一弧分； 在困难的条件下，误差为 5 弧分的测量仍然可以认为是好的。在航空领域，飞机的高速导致不准确，因为飞机已经移动了远远超出测量精度的量仪器在测量过程中。 这个错误可以通过“包围”在很大程度上消除。 这里在观测系列的开始和结束测量同一颗星，以获得平均值。