天文试验指导书

1、天文航海学试验业务指导书一、实验的目的 通过实验，使学生熟悉六分仪的结构、测角原理、方法和步骤。使学生能够正 确、快捷地使用六分仪观测天体高度。二、实验时数4 学时三、实验要求 1：了解六分仪的结构、测角原理及读数的正确读取。 2：掌握六分仪误差的检查、校正及测定方法。 3：掌握六分仪测天的要领、步骤及考前须知。四、主要设备六分仪、秒表、五、主要步骤1：六分仪的结构六分仪有以下构件构成： 1刻度弧 2指标杆 3动镜 4定镜 5微 动鼓轮 6游标 7滤光镜组 8照明装置 9松紧夹 10手柄 11 调整 螺丝 12单筒望远镜 13镜筒支架 14架体 2：测角原理六分仪基于二条平面镜反射定理即：光线

2、的入射角等于反射角；光线连续经过 两个平面镜反射，光线入射方向与最后反射出方向的夹角，等于两镜夹角的两倍。 3：测角读数的读取六分仪的刻度弧上，从 00 向左到 1300 叫主弧，读数为正。从 00 向右到 50 一小 段弧长叫余弧，读数为负。测角读数分别由刻度弧、鼓轮和游标尺三个部份读出。六分仪测角读数为： 1主弧读数 从分度弧读取整度数 从鼓轮读取分数 从游标读取分的小数 2余弧读数余弧读数与主弧数大体相同，由于机械构造上的原理，鼓轮倒转时从60、50/、40,分数由大向小反向变化，指示臂才向右移动。因此，鼓轮倒转一周， 指示臂右移10。所以，应用60/减去从鼓轮和游标上读取的分和分的小数

3、，其差为 正确读数。4：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。 永久性误差：永久性误差是由于制造工艺的缺陷而引起的固定误差。1偏心差：指标臂的转轴中心与刻度弧的圆心不重合。 2棱性差：动镜、固定镜及滤光片前后镜外表互助不平行，各镜外表不平而引起 的 3刻度差：刻度弧、鼓轮和游标的分划度不准所致。综合这三项系统误差叫六分仪的器差S,出厂前已测定好，可以从六分仪箱盖上的鉴定书中，以测角为引数查取，供观测高度后的修正。可校正误差： 准确的六分仪读数必须满足：动镜和定镜与刻度弧平面要垂直；指标臂指0°时，动镜和定镜要互助平行。每次使用六分

4、仪之前，均应依次按以下三步校正来满 足上述条要求。1垂直差动镜差 Perpendicular error 原因：动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。眼睛置于动 镜后，同时斜视动镜中的反射弧影与直接看到的真弧成一延续的弧线时，表示没有 动镜差，如果不成一延续的弧线而产生上下位置时，说明动镜差存在，需要校正。 可用校正板手慢慢转动镜面后的校正螺钉，边看边转动直到消除动镜差反射和实 际弧象位于同一弧线上。 2边差定镜差 Side error 原因：定镜镜面不垂直于刻度弧平面。检查与校正：加适量滤光片，将指标臂放在0°，六分仪

5、保持垂直对准太阳或星体，并且慢慢地正、反转鼓轮，仔细观察太阳和其影象是否有左右公开现象。 3指标差 i 的测定 Index error 0°与动、定两镜平行时的读数mo的符号相反，那么有：i=o mo原因：两镜平行时指标不指 0°。检查与校正： 利用水天线测定指标差指标臂放在 o° ，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严密相接成一直线。此时读数为mo,那么i = 0 m。 利用星体测定指标差观测星体高度时，应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。高度也不宜过高，便于观测。测定方法与上述测水天线相同。 利

6、用太阳测定指标差由于测太阳影象重合不易，所以一般均测影、实象上下相切。指标臂放在oo，配好滤光片对准太阳，转动鼓轮，上切一次读数为mi,再下切一次读数为 m2,两次相切读数的平均值等于两象重合的读数m0，即：因此，指标差1=0 m0用太阳测指标差的优点是可以检查观测的质量，下切读数m2与上切读数mi之差等于太阳视半径的 4 倍,由观测求出太阳视半径：m2 m1R=4这样，测定的太阳视半径 R°可与?航海天文历?中列出当天太阳视半径值相比拟。 两者一致，说明观测可靠，所测指标差可用。如两者相差超过0 /。2，应重新测定指标差。最后应指出，当指标差超过 6/时，就应缩小它。方法是：将指标

7、臂置于0000/、0 处，通过调整定镜下面螺钉，使星体或水天线重合。调整指标差后，定镜的垂直 性被破坏。因此，还得重新校正定镜的垂直性，再测定指标差，重复上述校正方法 直至指标差小于 6/为止。5：观测前的准备工作1如室内外温度相差较大，应提前半小时左右将六分仪箱子放到室外遮阴的通 风处，使六分仪逐渐适应露天的温度。 2 准备好观测记录簿、铅笔等。 3 检查、校正六分仪动镜、定镜，调整好望远镜焦距，根据需要选配好滤光片。 4 测定指标差、记下观测值。6：观测天体高度的考前须知 1 观测位置要适宜，要选在避风、避浪、避震、视野宽阔，测天要迅速而准 确。水天线不清时，位置低些好。风浪大时，水天线呈

8、锯齿波形，位置高些 好。2当太阳下方有云层，海上有薄雾或临近两种不同颜色海水交汇的海面时，在 天边往往呈现一条或几条阴影和水天线相混淆。这时，应注意识别真假水天 线，用望远镜能够隐约地到最高、最远的一条是真水天线。3掌握六分仪的技术质量状况。7：观测天体高度的要领将指标臂移到 0，竖拿六分仪，望远镜对准观测的天体，调整好焦距。如测太 阳，还应选配滤光片，由于望远镜的视野有限，可微睁左眼协助搜索，直到要观测 的天体出现在望远镜的视野内。这时在定镜右半侧镜子中看到的便是要观测的天体 的反射影像。然后，左手捏紧指标杆的弹簧夹。右手握住把手慢慢地向下转动六分 仪架体，使望远镜逐渐朝向水天线，而左手那么

9、平稳地调整指标杆，保持天体的反射 影像在望远镜的视野中，直到同时看到天体和水天线为止。如测太阳，那么在望远镜 光轴已根本转到水天线位置时，移开定镜前的深色滤光片或改用浅色的。接着转动 鼓轮，调整天体反射影像的位置。如天体在下降，把天体反射影像拉到水天线上面 一点；如天体在上升，那么把天体反射影像拉到水天线下面一点。假设观测太阳或月 亮，那么是以准备观测的上边缘或下边缘为基准，来调整它的反射影像的位置。通常 是测太阳的下边高度，上午观测，太阳高度在上升把它的下边缘与水天线重叠稍许，重叠部份看起来象个白点；下午观测，太阳高度在下降，那么把它的下边缘拉到 水天线的上方，略微离开一点，两者的间隙象是自

10、段黑线，在白点消失或黑线断开 的瞬间，就是准确相切的时间。如果是观测星体，那么事先用星球仪或索星卡求出观测刻天体的概略高度和方 位。把天体高度定在六分仪上，然后将望远镜略向天体方位方向的水天线，以六分 仪垂线为轴线，沿水天线左右来回搜索，直到要观测的天体反射影象出现在望远镜 视野内，然后，转动鼓轮，调整天体反射影像的位置，如同上述。测量高度时，要求六分仪刻度弧平面与天体垂直圈重合，即要求六分仪刻度弧 平面垂直于水天线，而且与天体的方位一致。找天体垂直圈的方法是：以望远镜光 轴为轴，左右摇摆六分仪，那么在望远镜视野中看到天体的反射影像也作弧线状的摆 动。弧线的最低点是天体垂直圈的方向，测者应转动身体，调整六分仪望远镜的方 向，使弧线的最低点处于望远镜视野中央，这样六分仪的方向和天体方位一致，即 六分仪处于垂直位置了。在等待相切的过程中，由于天体方位不断变化，天体垂直 圈也随之改变，天体反射影像摆动弧线的最低点也随之在水天线上移动。因此应继 续摆动六分仪，让天体反射影像继续划出弧线，测者继续调整望远镜方向，以保持 弧线最低