1. 六分仪的基本原理和结构

• 原理：六分仪是一种光学仪器，基于光线的反射和折射原理来测量角度。它主要用于测量两个目标之间的夹角，在航海中通常用于测量天体（太阳、月亮、星星等）与海平面的夹角，即天体高度。其基本原理是通过两块镜子，一块是固定的指标镜，另一块是可移动的地平镜。光线从天体进入六分仪，经过指标镜和地平镜的反射后，使用者通过望远镜观察。当把天体的反射像调整到与海平面相切时，六分仪上的刻度就显示出天体高度。

• 结构：六分仪主要由框架、望远镜、指标臂、指标镜、地平镜和刻度弧等部分组成。框架是仪器的主体，用于支撑其他部件。望远镜用于清晰地观察天体和海平面的像。指标臂可以转动，其一端连接指标镜，通过转动指标臂可以改变反射光线的角度。指标镜是一块半镀银的镜子，它将天体光线反射到地平镜。地平镜一半是透明的，一半是反射的，用于将指标镜反射来的天体光线与直接看到的海平面光线重合，刻度弧用于读取角度数值。

2. 测量前的准备工作

• 时间：对于太阳的观测，最好选择在太阳高度适中的时候，避免在太阳刚升起或即将落下时测量，因为此时大气折射的影响较大，而且太阳光线较强烈，可能会影响观察的准确性。对于星星的观测，要选择在晴朗无云、星光明亮的夜晚。同时，要考虑天体的方位，尽量选择天体方位与船舶航向有一定夹角的情况，这样可以提高定位的精度。

• 地点：在船舶上选择一个稳定、视野开阔的观测点。要避免在船舶摇晃剧烈的地方观测，因为这会使六分仪难以保持稳定，影响测量精度。最好是在船舶的驾驶室或专门的观测平台上，这些地方相对稳定，并且周围没有遮挡视线的障碍物。

• 检查六分仪的光学部件是否清洁、无损坏。如果镜子有污垢或划痕，可能会影响光线的反射和观察的清晰度。同时，要检查指标臂的转动是否灵活，刻度弧的刻度是否清晰准确。校准六分仪是非常关键的一步，通常需要通过调整指标镜和平地镜的平行度来校准。可以在白天找一个远处的固定目标（如灯塔或建筑物），将指标臂调到零刻度位置，通过望远镜观察目标。如果目标的直接像和反射像完全重合，说明六分仪处于良好的校准状态；如果不重合，需要调整地平镜后面的调节螺丝，直到像重合为止。

• 仪器检查和校准

• 选择合适的观测时间和地点

3. 天体高度的测量步骤

• 对于恒星的测量，步骤与太阳类似。将望远镜对准要观测的恒星，转动指标臂，使恒星的像与海平面相切。由于恒星的光线比较微弱，可能需要稍微调整望远镜的焦距，以获得更清晰的像。在确定恒星像与海平面相切后，读取六分仪刻度弧上的数值，即为恒星的观测高度。不过，需要注意的是，恒星的位置相对固定，但由于地球的自转，恒星的高度会随着时间而变化，所以在记录观测时间时要精确到分钟甚至秒。

• 手持六分仪，将望远镜对准太阳。先通过调整指标臂，大致将太阳的反射像引入望远镜的视野。然后，慢慢转动指标臂，使太阳的反射像逐渐向下移动，直到太阳的下边缘（对于中午左右的观测）刚好与海平面相切。此时，要确保太阳的像和海平面的接触是精确的，避免视差。可以通过微微晃动六分仪，观察太阳像与海平面的接触点是否始终保持一致来检查视差。一旦确定相切，读取六分仪刻度弧上的数值，这个数值就是太阳的观测高度。

• 太阳高度测量

• 恒星高度测量

4. 利用测量数据确定船舶位置

• 分别测量太阳和恒星的高度，按照上述方法进行修正得到真高度。然后根据航海天文历和观测时间计算出太阳和恒星相对于地球表面的位置。利用这些位置信息和真高度，在航海图上画出两条位置线，这两条位置线的交点就是船舶位置的估计值。在实际操作中，为了提高精度，可以多测量几个天体的高度，画出多条位置线，这些位置线构成的小区域的中心就是船舶更准确的位置。

• 当测量得到太阳高度后，结合观测时间，可以使用航海天文历（一种包含太阳、月亮、星星等天体位置信息的工具书）来计算出太阳的真高度。因为观测高度还受到大气折射、视差等因素的影响，需要进行修正。根据太阳的真高度和观测时间，可以在航海图上画出一条位置线。这条位置线是一个圆，船舶位于这个圆上的某一点。但仅靠一条位置线无法确定船舶的准确位置，需要再测量另一个天体（如恒星或月亮）的高度，画出另一条位置线，两条位置线的交点就是船舶的大致位置。

• 单一天体定位方法（以太阳为例）

• 双天体定位方法（以太阳和恒星为例）

利用六分仪测量天体高度时，如何判断天体的像与海平面相切？

航海时，如何根据天体高度计算船舶的纬度？

除了六分仪，还有哪些仪器可以测量天体高度？