航海六分仪是指舰艇上用于测量天体高度(仰角)或两物标间夹角的手持光学测角仪器。因其分度的弧长约为圆周的六分之一而得名。可供舰艇测定舰位用。重量轻,操作简便,但需同时看到天体和水天线,受黑夜或能见度的限制。
简介
航海六分仪,是船舶的一种天文导航仪器,用它可以测定某一天体与水线间的夹角。由于仪器上的刻度弧长为圆周长的六分之一,所以叫做六分仪。
航海六分仪是用来观测天体高度的仪器,和其他任何仪器一样,航海六分仪也存在着误差,航海六分仪的误差有些是不可以检查和校正的,这些误差在仪器出厂时统一测量,放在装六分仪的盒子里供测者查找使用,叫器差。六分仪还有一些误差是可以检查和校正的,每次使用六分仪之前都要认真进行检查和校正。
航海六分仪有光学六分仪和无线电六分仪两种,前者依靠可见光,后者依靠天体发射出来的无线电波来测定天体高度和方位角。
由于使用航海六分仪定位既可靠又常用,因此,几乎所有海船上都有配备。
原理
1、光线的反射角等于入射角
六分仪所基于的原理很简单:光线的反射角等于入射角。实际上,六分仪也可以测量任意两物体之间的夹角。其原理最初由牛顿(以及更早的胡克)提出;而固定式大型六分仪很早就由各大天文台建造,供天体测量之用(如第谷在汶岛建造的纪限仪、
格林尼治天文台的大六分仪等)。
航海用六分仪是在扇形框架背面有手柄供握持用,框架上装有活动臂,概述图中活动臂最上端即是指标镜;半反射式地平镜安装在六分仪的左侧(中部,正对望远镜者),地平镜旁边还配有滤光片供测量太阳等明亮天体时使用。测量天体
地平高度时,观测者手持六分仪,让望远镜镜筒保持水平,并从望远镜中观察被测天体经地平镜反射所成的像;同时要调节活动臂,使星象落在望远镜中所见的地平线上。这也是地平镜需要用半反射玻璃制造的原因。
2、几何光学中的反射定律
在天体的象与地平线重合时,该天体高度等于地平镜与指标镜夹角的二倍。通过几何光学中的反射定律,这一点可以很容易地被证明。而根据这一点来恰当地设计圆弧标尺上的刻度,就可以让观测者直接读出天体高度。为提高读数精度,实际的六分仪活动臂上往往还附有鼓轮和游标尺。六分仪的精度比较高,最高能达到10角秒,且轻便易用,所以它能够迅速取代之前操作复杂的星盘,成为在海洋上测量地理坐标的利器,也彻底解决了精确地确定
海上航线这一困扰无数航海家的难题。
结构
六分仪主要是由架体、测角读数装置和光学系统三大部分组成。测角读数装置主要有刻度弧、指标杆、小鼓轮和小游标;光学系统主要有定镜、动镜、望远镜和滤光片。这些部件都装在架体上,是由指标杆把它们全部联系在一起。
刻度弧位于架体下端,刻有每隔1°的圆弧。刻度弧0°左侧的为主弧从0°~140°,用于读取物标夹角的正角读数;刻度弧0°右侧为余弧从0°~5°,是负角度数,用于六分仪误差的测定。
指标杆以刻度弧中心为转轴,末端装有度数指标且可沿刻度弧移动的杆状半径。
望远镜用于放大物标的单筒正影望远镜。
动镜也叫物标镜,位于刻度弧的中心。镜面垂直于刻度弧平面且随指标杆移动而转动。
定镜也叫地平镜,镜面一半可透视,一半可反射,位于望远镜的光轴上且与光轴成75°的固定角度。从镜面中可看到物标的直射影像和动镜中的反射影像。
弹簧夹装在指标杆末端且随指标杆移动的止动夹。
小鼓轮与弹簧夹和小游标装在一起。小鼓轮共分60格,每格为度数的1’。当捏紧弹簧夹时,小鼓轮和小游标可随指标杆任意转动;当松开弹簧夹时,弹簧夹背面的正切螺丝与刻度弧齿槽相啮合,转动小鼓轮一周,指标杆可移动1°。小鼓轮旁边的小游标尺上第一道刻线所指的是测角度数的分。
小游标尺是装在小鼓轮右边的一条短尺,用来读取测角的小数分。当转动小鼓轮时,小游标尺会有一条刻度线与小鼓轮上的一条刻度线对齐,小游标尺上刻度线所对应的数值,即是六分仪测角的小数分。
注意事项
1.取六分仪时,应拿其把手或架体,不可拿其他部位,且动作要轻稳。暂不使用时,要三脚着桌面,不得反放。用后要把六分仪各部件归位,及时放回箱内。若箱盖合不上时,不能硬盖,要仔细找出原因,排除故障后再盖好。
2.六分仪使用或校正时,对所有部件的转动要轻,如遇到有关部件移动不灵活时,首先要查清原因,排除故障,切勿硬拉硬转。指标杆移动时,要捏紧弹簧夹,勿使正切螺纹与刻度弧齿纹相撞击。切勿日晒雨淋。
3.六分仪一般放在驾驶台或海图室内。如夏天或冬天室内温度与室外温度相差较大时,使用前,应先拿到室外一段时间,一般提前半小时,放在通风的地方,以适应露天的天气情况。
4.六分仪平时不用时,要放在箱内,盖好盖。放置处要离开热源,不宜震动、干燥和有固定箱子设施的地方。不可随意放置,以防在风浪中船体摇晃摔坏。
5.六分仪不准随意作它用,不允许任意拆卸部件。搬运过程要注意保护,严防磕碰和挤压。