大航海时代的来临是世界文明的一个转折点,或者说是西方文明的飞跃点。而我们的中国,起步的最早,却又早早收剑入鞘,没跟上那班车!最终导致西方国家的越来越强大,然后超越东方,成为世界的中心!所以,小说中穿越到航海时代前的主角,都要搞出中国的大航海计划。可是航海需要的是国家综合能力,不是一蹴而就的,那就让我们穿越者们为点航海技能树,开个外挂吧——制造古代GPS:六分仪!
※六分仪的历史:
人类在从陆地走向海洋,最先要解决的就是定位问题,靠瞎蒙都不知道会飘到哪旮旯里去!茫茫大海若没有陆地和已知岛屿作为参考点时,只能抬头往天上看了。所以在六分仪出现以前人们曾发明了多种精度较低的测天工具:元代“量天尺”、明代“牵星板”、欧洲人用过的四分仪和星盘等等。
1730年,英国的 J.哈德利发明了“六分仪”。这种发明由于受外界人为因素干扰小、操作简单、可靠性强,因此具有长久的实用价值。即使在科学技术高度发达的现代航海实践中,仍然具有不可替代的作用,是世界上所有大中型舰船必须配置的装备。
※六分仪的制造:
六分仪简化下就如下图这样,其中有两部分组成:示意图中绿色的指针和其他颜色的身体。
第一部分,包括架体、分度弧、望远镜、半透明半反射的地平镜(与架体右侧平行),都是固定住的。
第二部分,是指标臂,以及固定在指标臂上的指标镜。简略讲就是一根铁棍棍上面粘一个小镜子。如下图:
PS:地平镜用的是半反半透的镜片,搞不了干脆就用一半镜子一半透明玻璃拼接而成,反正用起来都差不多。
组装六分仪如下:
※六分仪的使用:
六分仪的作用简单来说:就是测量星体(一般选择太阳)与海平面的夹角度数,再通过这个夹角算出当前纬度。知道这个就方便理解原理和学习用法了。
第1步:持平。在日中天(大中午,太阳最高时),眼睛贴着望远镜看去,通过地平镜的透明玻璃看往远处海平面,手持六分仪直到海平线在视觉中间;
第1步:测角。转动指标臂,让阳光反射到地平镜的镜子部分上。观测者的视野里,开始出现太阳的影像。当太阳影像与海平线相切时(视线中如旭日东升状),指标臂的指针对准的刻度,就是太阳此时的高度角(太阳高度角就是太阳光的入射方向和地平面之间的夹角)。
PS,光线传播路线:太阳光照射到指标臂顶端的镜子上,转动指标臂使光线反射到地平镜上,再反射进望远镜里让人看到。不过要是没有钛合金狗眼的话,需要在光线进入地平镜的两端加装个墨镜过滤阳光,不然狗眼要瞎!
第3步:计算。小学几何没学好的可能要纠结!虽然不难,不过年过三旬的果子狸还是推算了半天!
a=观测者用六分仪测到了正午太阳高度角
b=当天的赤纬角(地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角,其实也就是太阳直射点的纬度),需要天文历上查
c=当前位置纬度
a = 90° -
观测者和太阳直射点都在同半球,就用“-”号;如果一个南半球一个北半球,就用“+”号
另,除了看太阳,还可看其他天体(只要有相应的天文历),如果恰巧在北半球,可以选择测量北极星,更方便!北极星的高度角,就可以直接看做是当地的纬度,连天文历都不用查。
※六分仪测的是纬度,经度是另一回事:
1、在航海钟出来后,调好出发地的时间,路上就不调了。比如在出发地,太阳上中天的时间是中午12点。而现在,才11点太阳就上中天了。这说明,你现在的位置在出发地的东边,时差早了1个小时,相当于经度相差15度,全球24时区,差一个小时就是360°乘1/24。
▲航海钟
2、在航海钟出来前,用“月距法”测经度,不过既不精确也不方便,我这老头子实在看不透,感兴趣的自己问度娘吧!而且在精确的时钟普及以后,“月距法”就没什么人用了。
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