1、第五章 求天体真高度 第一节 航海六分仪 一、航海六分仪及其测角原理 1六分仪的结构 六分仪(sextant)的构件和名称。3六分仪测角读数的读取法 在六分仪的刻度弧上，从0向左到140一段弧长叫主弧，读数为正(十)；从0向右到5一小段弧长叫余弧，读数为负()。六分仪测角读数分别可由刻度弧、鼓轮和游标三个部分相加读出。(1)主弧读数(2)余弧仪测角读数从鼓轮和游标读取的分数是25.4，则正确读数为-(60-25.4)-34.6。二、航海六分仪的检查和校正 六分仪的测角误差主要有六个，其中三个为永久性误差，其余为可校正误差。1永久性误差 永久性误差是由于制造工艺的缺陷而引起的系统误差。(1)偏心
2、差(centeringerror)：指标臂的转轴中心与刻度弧的中心不重合所引起的误差。(2)棱性差(optionerror)：动镜、定镜及滤光片前后镜表面互相不平行，各镜表面不平而引起的偏差。(3)刻度差（wormandrackerror）：刻度弧、鼓轮和游标的分划刻度不准所致。这三项系统误差统称为六分仪器差s，出厂前已测定好，我们可以从六分仪箱盖内的六分仪鉴定书中，以测角为引数查取，供观测高度后修正。六分仪器差表 2可校正误差 准确的六分仪读数必须使六分仪保持下列状态：动镜和定镜与刻度弧平面要垂直；当指标臂指0时，动镜和定镜要互相平行。(1)垂直差，又称动镜差(perpendicularit
3、y)产生原因：动镜镜面不垂直于刻度弧平面。检查与校正：将指标臂移至35左右，左手平握六分仪，刻度弧朝外。如图所示，眼睛置于动镜后，如果从动镜中看到的反射刻度弧与直接看到的刻度弧成连续的弧线时，表示没有垂直差，如图(a)所示；如果不成一连续的弧线而高低错开时，如图(b)所法，表明存在动镜差，需要校正。此时可用校正扳手慢慢转动动镜后面的校正螺丝，边看边转动校正扳手直到反射和实际弧像位于同一弧线上，从而消除垂直差。(2)边差，又称定镜差(sideerror)产生原因：定镜镜面不垂直于刻度弧平面。检查与校正：加适当滤光片，将指标臂放在0左右，六分仪保持垂直对准太阳(或星体)，慢慢地正、反转动鼓轮，仔细
4、观察太阳(或星体)和其反射影像是否有左右分开现象。如有，如图，说明存在边差。可用校正扳手调整定镜后远离架体的校正螺丝，使直接影像和反射影像左右不分开，如图，直至完全重合为止。(3)指标差i(index error)定义：刻度弧上的0与动、定两镜平行时的六分仪读数m之差称为指标差i。指标差i与读数m的符号相反，即：i=0-m 产生原因：当动镜和定镜平行时，指标臂不指0。检查与校正：利用水天线测定指标差 指标臂放在0，去掉滤光片，调好焦距。对准水线方向转动鼓轮，使直射和反射水天线一高一低现象(图(a)严密相接成一直线，如图(b)，此时六分仪读数为m，则：i=0-m 利用星体测定指标差 观测星体高度
5、时，可利用星体测定指标差。所选用的星体不宜太亮，这样能重合得准。为了便于观测，星体高度也不宜过高。测定方法与上述测水天线的方法基本相同。利用太阳测定指标差 由于测太阳影像较大，重合不易，所以一般采用实像、反射影像上下相切的方法。指标臂放在0，选好滤光片对准太阳，转动鼓轮，上切一次，其读数为m1，再下切一次，其读数为m2，两次相切读数的平均值等于两像重合的读数m，即：因此，指标差i为：221mmm2021mmi 用太阳测定指标差的优点是可以检验观测的质量。如图所示，下切读数m2与上切读数m1之差等于太阳视半径的四倍，由观测求出太阳视半径为：这样，测定的太阳视半径R可与航海天文历中列出的当天太阳视
6、半径值相比较。如果两者一致，说明观测可靠，所测指标差也是可靠的。如果两者相差超过0.2，说明观测不可靠，故应重新测定指标差。412mmR 例1：1986年3月21日，用太阳测指标差，测得上切读数m1=34.0，下切读数m2=30.5；由航海天文历查得当天的太阳视半径为16.1，求指标差i，并检查指标差的观测质量。解：8.125.030.430i1.6140.435.03R 结果与航海天文历所列当天太阳视半径相同，说明所测得的指标差可靠。当指标差i的绝对值超过6时，就应缩小它。方法是：将指标臂置于000.0处，通过调整定镜后面接近架体的校正螺丝(图)，使星体或水天线的直接影像和反射影像重合。调整
7、指标差后，定镜的垂直性被破坏，因此，还得重新校正定镜的边差，再测定指标差，重复上述校正方法直至指标差的绝对值小于6为止。一般情况下，只要校正一次即可满足要求。3六分仪视差y(parallax of sextant)对于一个无穷远的物标，光线是平行到达六分仪的动定两镜的。当物像和反射影像重合时，动镜和定镜必然平行。对于近距离物标，由于光线到达六分仪的两镜是不平行的，其间存在个夹角，称为六分仪视差y。只有被测物标与测者的距离小于1 n mile时，才考虑六分仪的视差。三、使用航海六分仪观测天体的方法 1六分仪使用和观测天体注意事项 2太阳高度观测方法 观测过程可概括为：大摆找切线，小摆找切点，微摆
8、等相切。3星体高度观测方法 第二节 求天体真高度 在海上用六分仪观测天体的高度是在可见地平上的高度，即得到六分仪高度读数hs，经指标差i和器差s修正后为天体观测高度 。再经过一系列改正后，才能得到天体地心真高度 。sihhsoth 一、影响观测高度的因素 1蒙气差 (refraction)蒙气差订正值恒为“”。一般采用大气平均状态的蒙气差（气温10，气压1.01105Pa），其经验公式为：hctghctg3000111.000145.1天体越高，蒙气差越小。同时用平均蒙气差。代替实际蒙气差的误差也小。天体越低，蒙气差越大。同时用平均蒙气差代替实际蒙气差的误差也大。要避免观测高度小于15的天体。
9、最好观测高度大于30的天体。2眼高差d（dip）眼高差订正恒为“”。眼高差计算公式为：med765.1 3视差(parallax)天体地面真高度与地心真高度之差称为视差 。视差订正值恒为“+”。p 视差大小取决于天体高度和距离D。天体距离越近，视差越大。反之，视差越小。天体越高，视差越小，90时，视差为零。天体越低，视差越大，0时，此时的视差称为地平视差 。thth0p 天体到地球的距离不同，地平视差也不一样。经计算不同天体的最大地平视差值可达：月亮61.5、金星0.6、火星0.4，太阳为0.15；而恒星的最大视差仅0.75，完全可以忽略不计。因此，在航海上只需对太阳、金星、火星和月亮进行高度
10、视差改正。4半径差SD(semi-diameter)航海天文历所列的天体坐标都是天体中心位置的坐标，所以天体的真高度也应是天体中心的真高度。但在观测太阳或月亮时，一般是它的下边(或上边)高度，这样，天体中心高度与所测下边(或上边)高度之差称为半径差SD。所以半径差的订正值有“。中心高度 上边高度 半径差SD =下边高度 +半径差SD hhh 天体的视半径是随天体和地球之间距离而变化的，如当地球最靠近太阳时，SD最大为16.3（12月1月）；最远时，SD最小为15.8（6月7月）。航海天文历中天体位置表的太阳栏内，列有三天一值的太阳视半径，可根据日期查取。二、天体观测高度的改正 1天体高度逐项改
11、正SDpdsihhst 2求太阳真高度 当观测太阳下边高度后，求太阳真高度 的公式为：若观测太阳上边高度，则求太阳真高度的公式为：thSDpdsihhstSDpdsihhst(1)眼高差表d：以测者眼高e(m或h)查取眼高差。(2)太阳改正表c：包括平均蒙气差、太阳视差和太阳半径差，因为平均蒙气差和太阳视差均随观测高度 而变，所以查表引数为观测日期段和太阳下边或上边观测高度，分别查取太阳下边或太阳上边的高度改正，由于编表方式采用临界表，所以无须内插。h 例：1996年4月26日，测得太阳下边六分仪高度读数 3205.4，指标差和器差为-1.2，测者眼高e为8m，求太阳真高度 。shth 解：六
12、分仪高度：3205.4 指标差和器差 -1.2 太阳下边观测高度 3204.2 眼高差 -5.0 太阳下边总改正 c +14.5 真高度 3213.7shsi hdth 例：1996年12月28日，测得太阳上边六分仪高度读数 4216.5，指标差和器差为+1.2，测者眼高e为18.8m，求太阳真高度 。shth 解：六分仪高度：4216.5 指标差和器差 +1.2 太阳下边观测高度 4217.7 眼高差 -7.6 太阳下边总改正 c -17.1 真高度 4153.0 si hdthsh 3求星体真高度 (1)求恒星、土星和木星真高度 这些星体离地球很远，同时是测其中心与水天线相切的，所以观测高
13、度改正中不存在视差和半径差SD。眼高差表：是和其它天体高度改正共用的。星体高度改正c：实际上就是平均蒙气差表，查表引数观测高度。h 例：1996年7月6日，测得织女高度读数1726.4，指标差和器差为-1.8，测者眼高e为21 m，求织女一真高度。*sh*th 解：六分仪高度 1726.4 指标差和器差 -1.8 恒星观测高度 1724.6 眼高差 -8.1 蒙气差 -3.1 恒星真高度 1713.4*shsi hdc*th(2)求金星、火星真高度 由于金星、火星离地球较近，因此和求星体真高度相比只多了一项天体视差改正。眼高差表：是和其它天体高度改正共用的。星体高度改正c：实际上就是平均蒙气差表，查表引数为观测高度。行星高度补充改正c：对金星和火星的视差的改正。查表引数是观测日期和观测高度。hh 例：1996年1月2日，测得金星高度六分仪读数2518.8，指标差和器差为-0.8，测者眼高e为14m，求金星真高度。*sh*th 解：六分仪高度 2518.8 指标差和器差 -0.8 金星观测高度 2518.0 眼高差 -6.6 蒙气差 -2.0 金星补充改正 +0.1 金星真高度 2509.5*shsi hdc*thc
