茫茫大海上面如何知道你在哪？为什么我们要六分仪，六分仪(sextant)是如何工作的。

-航海导航-

航海伴随着人类的发展，早在公元前年，太平洋的波利尼西亚人(Polynesians)就学会了利用动物的一些特性来帮助导航。比如通过识别过往鲸鱼来判断自己的位置。但显然这种方法并不准确。

鲸鱼会跟着洋流觅食

波利尼西亚人的活动范围

古希腊的亚里士多德发现了地球是球体的事实，后来的西帕克斯(Hipparchus)首次建立了经纬度体系。并且人们逐渐发现了一年中一天的太阳高度和纬度之间存在关联，从此发展了一套通过测量太阳高度来确定纬度的天体导航系统。

西帕克斯计算日月距离的模型

早期的测量工具要么不够准确，要么太过复杂，无法在瞬息万变的海况里快速完成测量。

平面星盘(planisphericastrolabe)，结构非常复杂

海员星盘的问世极大的简化了星盘的操作。使用的时候使用者要一只手垂直悬空地提着星盘，双眼通过旋臂上的洞来观测星体，最后悬臂转动的角度就是天体的高度。

海员星盘(marinersastrolabe)

但这种设计的缺点也非常明显，水手们很难在复杂的海况里让星盘始终垂直于海平面。

使用海员星盘测量行星和海平面的夹角

经过几个世纪的改良，一种基于海员星盘的更精确的测绘工具问世，就是六分仪(sextant)。

年制造的六分仪

-六分仪的原理-

这里以常用的北极星为例，北极星由于几乎一只在北极正上方，而且北极星和正北方向的误差非常小，所以是理想的参照物。

北极星(Polaris)，注意图中的北斗七星。

使用者需要先测量北极星和海平面的夹角得到北极星的高度。

P点是北极星，G是观测点，C是地心，A是海平面

测绘到的高度也就是图中角AGP的度数，因为相似三角形的原理，这个角度就是角GCB，也就是纬度。

当然还要排除掉观察者的身高，北极星的误差，以及仪器的误差。

年的航海天文历(nauticalalmanac)，记录了每一天的主要行星位置。

经度的测量会比纬度复杂。一般的测量是通过时差得到的。先测量纬度，然后结合日期得到太阳处于最高点的时间。接着船员需要观察太阳，等太阳到了最高点后把当地时间和标准时间(一般是GMT，格林威治标准时间)做比对，就可以计算出当前的经度。

世界时区图，一小时之差就是15度经度

-六分仪的使用-

六分仪的望远镜中有两个部分一个直接观测海平面，另外一个通过镜子反射观测星体。

六分仪结构图

刚开始的时候两个镜面应该都显示海平面，随着转动旋臂，右边的镜子会逐渐上调。

使用六分仪

当右边镜子中的星体已经和左边的海平面持平，底部的刻度就是星体的高度。

-题外话-

因为大航海时代中六分仪的深远影响，六分仪的图标也被用在共济会的图标上。

共济会PastMaster标志以及下方的六分仪刻度盘