目 录实验一、磁罗经、向位圈与向位测定3实验二、航海六分仪的正确使用...2
目 录 实验一、磁罗经、向位圈与向位测定.3 实验二、航海六分仪的正确使用.7 2
实验一、磁罗经、向位圈与向位测定一、实验内容与要求了解磁罗经、向位圈的结构：熟练掌握航向、方位的测定方法。二、实验教学目的通过本课程的实验教学环节，要求学生达到：1、了解磁罗经、向位圈的结构：2、能正确操作使用磁罗经、向位圈；3、正确读取磁罗经航向；4、熟练使用磁罗经向位圈、观测物标的角和方位及太阳方位。三、实验仪器设备标准船用磁罗经、向位圈及相关实验操作用具四、实验内容和步骤1、熟悉船用磁罗经各部件结构与名称（由实验指导教师介绍）船用磁用经大多由罗经盆、罗经柜和自差校正器等组成。1）罗经盆各部件结构罗经盆又称为罗盆，由罗经盆本体和罗盘两部分组成，如图所示。玻璃盖基线刻度盘轴针轴帽液体下室注液孔下室毛细管照明灯盆体由不带磁性的材料制成，用来储存液体。盆体侧壁设有注液孔，用螺钉塞旋紧密封。盆内装有船首基线，供读取航向之用。罗盘是磁罗经指示方向的灵敏部件。它由刻度盘、浮室、磁针或环形磁钢以及轴帽等组成。3
实验一、磁罗经、向位圈与向位测定 一、实验内容与要求 了解磁罗经、向位圈的结构；熟练掌握航向、方位的测定方法。 二、实验教学目的 通过本课程的实验教学环节，要求学生达到： 1、 了解磁罗经、向位圈的结构； 2、 能正确操作使用磁罗经、向位圈； 3、 正确读取磁罗经航向； 4、 熟练使用磁罗经向位圈、观测物标的舷角和方位及太阳方位。 三、实验仪器设备 标准船用磁罗经、向位圈及相关实验操作用具 四、实验内容和步骤 1、熟悉船用磁罗经各部件结构与名称（由实验指导教师介绍） 船用磁用经大多由罗经盆、罗经柜和自差校正器等组成。 1）罗经盆各部件结构 罗经盆又称为罗盆，由罗经盆本体和罗盘两部分组成，如图所示。 盆体由不带磁性的材料制成，用来储存液体。盆体侧壁设有注液孔，用螺钉塞 旋紧密封。盆内装有船首基线，供读取航向之用。 罗盘是磁罗经指示方向的灵敏部件。它由刻度盘、浮室、磁针或环形磁钢以及 轴帽等组成。 3
罗经盆内所用的液体一般为酒精和蒸馏水的混合液，其配方为酒精45%，蒸馏水55%。混合液体的冰点为-26°C。2）罗经柜各部件结构罗经柜由非磁性材料制成，用来放置罗经盆和自差校正器，如图所示。软铁球亮度旋钮佛氏铁垂直磁棒吊链横向磁棒纵向磁棒垂直磁棒罗经柜内外装有四种自差校正器。倾斜自差校正器安装在罗经柜正中，为一垂直铜管，垂直磁棒由吊链拉动，可在管内上下升降。罗经柜内部，有放置纵、横水4
罗经盆内所用的液体一般为酒精和蒸馏水的混合液，其配方为酒精 45%，蒸馏 水 55%。混合液体的冰点为-26°C。 2）罗经柜各部件结构 罗经柜由非磁性材料制成，用来放置罗经盆和自差校正器，如图所示。 罗经柜内外装有四种自差校正器。倾斜自差校正器安装在罗经柜正中，为一垂 直铜管，垂直磁棒由吊链拉动，可在管内上下升降。罗经柜内部，有放置纵、横水 4
平磁棒的框架装置或孔洞，通过放置或上下移动纵、横磁棒，以便消除半圆自差。罗经柜上部的左右支限自差校正器。在罗经柜的前方装有一根直立圆筒，可根据次半圆自差的大小来决定在里面放置软铁棒（佛氏铁）的根数及其高度。3）向位圈各部件结构2、正确读取磁罗经航向要点：罗经水平，由实验指导教师把磁罗经至于某一罗航向上读取。3、正确观测物标磁罗经方位要点：罗经水平，由实验指导教师指定物标，正确观测物标方位，读取磁罗经方位。4、观测太阳真出没罗方位要点：当太阳下边高度约为三分之二太阳直径时读取磁罗经方位。5、观测太阳低高度罗方位要点：1）当太阳高度约低于30度；2）尽量保持罗经水平；3）连续观测三次，取平均值；4）读取磁罗经方位精度到0.5度；5）观测时间精确到1分钟。五、实验报告1、正确读取磁罗经航向2、观测次数罗航向（CC)罗经差(△C)真航向（TC）第一次第二次第三次5
平磁棒的框架装置或孔洞，通过放置或上下移动纵、横磁棒，以便消除半圆自差。 罗经柜上部的左右支限自差校正器。在罗经柜的前方装有一根直立圆筒，可根据次 半圆自差的大小来决定在里面放置软铁棒（佛氏铁）的根数及其高度。 3）向位圈各部件结构 2、正确读取磁罗经航向 要点：罗经水平，由实验指导教师把磁罗经至于某一罗航向上读取。 3、正确观测物标磁罗经方位 要点：罗经水平，由实验指导教师指定物标，正确观测物标方位，读取磁罗经 方位。 4、观测太阳真出没罗方位 要点：当太阳下边高度约为三分之二太阳直径时读取磁罗经方位。 5、观测太阳低高度罗方位 要点：1）当太阳高度约低于 30 度； 2）尽量保持罗经水平； 3）连续观测三次，取平均值； 4）读取磁罗经方位精度到 0.5 度； 5）观测时间精确到 1 分钟。 五、 实验报告 1、正确读取磁罗经航向 2、 观测次数 罗航向（CC） 罗经差（△C） 真航向（TC） 第一次 第二次 第三次 5
2、正确观测物标磁罗经方位观测物标罗经差(△C)真方位（TB）罗方位（CB)3、测太阳真出没罗方位观测时间罗方位（CB）罗经差(△C)真方位（TB）4、观测太阳低高度罗方位观测时间罗经差（△C)真方位（TB）罗方位（CB）6
2、正确观测物标磁罗经方位 观测物标 罗方位（CB） 罗经差（△C） 真方位（TB） 3、测太阳真出没罗方位 观测时间 罗方位（CB） 罗经差（△C） 真方位（TB） 4、观测太阳低高度罗方位 观测时间 罗方位（CB） 罗经差（△C） 真方位（TB） 6
实验二、航海六分仪的正确使用、实验内容和要求熟悉六分仪各部件名称、读数的读取；动镜差、定镜差、指标差的测定；太阳高度观测方法：学会六分仪的检查与校正，体会掌握观测太阳高度的要领。二、实验目的通过本课程的实验教学环节，要求学生达到：1、了解六分仪的构造及读数的读取方法。2、学会六分仪的检查和校正。3、分别利用水天线、物标、星体和太阳测定六分仪指标差。4、掌握太阳高度观测的基本方法。5、了解六分仪的维护和保养。三、实验仪器设备航海六分仪及小扳手四、实验内容和步骤1、熟悉六分仪各部件名称（由实验指导教师介绍）。福滤光片动镜望远镜定镜滤光片架体刻度弧指标杆把手鼓轮弹簧夹图2-3-1
实验二、航海六分仪的正确使用 一、实验内容和要求 熟悉六分仪各部件名称、读数的读取；动镜差、定镜差、指标差的测定；太阳 高度观测方法；学会六分仪的检查与校正，体会掌握观测太阳高度的要领。 二、实验目的 通过本课程的实验教学环节，要求学生达到： 1、了解六分仪的构造及读数的读取方法。 2、学会六分仪的检查和校正。 3、分别利用水天线、物标、星体和太阳测定六分仪指标差。 4、掌握太阳高度观测的基本方法。 5、了解六分仪的维护和保养。 三、实验仪器设备 航海六分仪及小扳手 四、实验内容和步骤 1、熟悉六分仪各部件名称（由实验指导教师介绍）。 7
航海六分仪是一种测角仪器，航海上常用来测定天体的高度、山头的垂直角和两个物标的水平角等。六分仪（sextent）的结构如图2一3一1所示。2、六分仪测角读数在六分仪刻度弧上，由0°向左0～140为正角度，称为主弧：0向右5左右为负角度，称为余弧。根据六分仪的结构及光学原理，指标杆所指的刻度弧读数是动镜面与定镜面夹角的2倍。即当动镜面与定镜面相互平行时，指标杆指0°，当动镜面与定镜面的夹角为时，指标杆指2读数。六分仪测角读数可由刻度弧、鼓轮和游标三个部分的读数相加得到。指标料刺度弧Dee?00U度数指标分数指标轮雷标尺图2-3-3图2-3-21）主弧读数如图2一3一2所示，六分仪测角读数为：刻度弧读数44°十鼓轮读数31+游标读数0.6=4431.6。2）余弧读数因为鼓轮倒转1周，指标杆向负角（右）方向移1。所以，对于不足1"的负角小数，应该用60“减去从鼓轮和游标尺上按正角读法读出的分和分的小数后，才得正确的负角小数。如图2—3—3所示，正确读数为-（0+（60*-25.4）=-034.6。将六分仪指标杆随意转到一个位置读取读数，并请指导教师检查，同时注意主弧上读数为正；余弧上读数为负，并且分和分的小数读取后应用60来减，其差为负的分和分的小数。8
航海六分仪是一种测角仪器，航海上常用来测定天体的高度、山头的垂直角和 两个物标的水平角等。六分仪（sextent）的结构如图２－３－１所示。 2、六分仪测角读数 在六分仪刻度弧上，由 00 向左 0～１４０0 为正角度，称为主弧；00 向右５0 左右 为负角度，称为余弧。 根据六分仪的结构及光学原理，指标杆所指的刻度弧读数是动镜面与定镜面夹 角的２倍。即当动镜面与定镜面相互平行时，指标杆指 00 ，当动镜面与定镜面的夹 角为ω时，指标杆指２ω读数。 六分仪测角读数可由刻度弧、鼓轮和游标三个部分的读数相加得到。 1）主弧读数 如图２－３－２所示，六分仪测角读数为：刻度弧读数 440 ＋鼓轮读数 31ˊ+游 标读数 0.6=440 31ˊ.6。 2）余弧读数 因为鼓轮倒转１周，指标杆向负角（右）方向移１0 。所以，对于不足１0 的负角 小数，应该用 60 ˊ减去从鼓轮和游标尺上按正角读法读出的分和分的小数后，才 得正确的负角小数。 如图２－３－３所示，正确读数为 -（０0 +（60ˊ-25ˊ.4）=-00 34ˊ.6。 将六分仪指标杆随意转到一个位置读取读数，并请指导教师检查，同时注意主 弧上读数为正；余弧上读数为负，并且分和分的小数读取后应用 60 来减，其差为负 的分和分的小数。 8
3、航海六分仪的检查和校正六分仪的测角误差主要有六个，其中三个为不可校误差，其余为可校正误差。三个不可校误差是偏心差（centeringerror）、棱性差（optionerror）和刻度差（wormandrackerror），它们对测角的综合影响称为器差s(Instrumenterror）。器差由工厂测定并列表，名为“六分仪器差表”，一般将此表贴在六分仪箱盖内，供使用者修正测角读数。可校正误差有垂直差，或称动镜差（perpendicularity）：原因：动镜镜面不垂直于刻度弧面。检查与校正：将指标杆移至35°左右，左手平握六分仪分度弧朝外，眼晴置于动镜后，同时斜视动镜中的反射弧影像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高低位置时，表明动镜差存在，需要校正。可用校正扳手慢慢地转动镜面后的校正螺丝。边看边转动直到消除动镜差（反射弧像和实际弧位于同一弧线上）。边差，或称定镜差（sideerror）：原因：定镜镜面不垂直于刻度弧平面引起。检查与校正：加适当滤光片，将指标杆放在0°，六分仪保持垂直对准太阳（或星体），并且慢慢地正、反转动鼓轮、仔细观察太阳和其影像是否有左右分开现象。如有，可用扳手调整定镜后上面的螺丝，最后使两个影像左右不要分开。完全重合为止。指标差i（indexerror）：动、定两镜平行时，指标不指o°的零位置差，若此时的读数为m，则指标差i为：i=0°m在用六分仪测角前都应该对上述三项误差进行检查和校正。指标差的测定直视物标的反射影像与它的真像重合时的读数m应该为0，当不为0°时，便存在指标差。指标差的测定应在校正动镜和定镜之后进行。测定方法通常有下列几种。1）用水天线测定指标差i指标杆放在0°，去掉滤光片，调好焦距。竖握六分仪观测水天线，对准水线方向转动鼓轮，使直射和反射水天线严密相接成一直线。无一高一低现象，此时读9
3、航海六分仪的检查和校正 六分仪的测角误差主要有六个，其中三个为不可校误差，其余为可校正误差。 三个不可校误差是偏心差（centering error）、棱性差(option error)和刻度 差（worm and rack error），它们对测角的综合影响称为器差 s（Instrument error）。 器差由工厂测定并列表，名为“六分仪器差表”，一般将此表贴在六分仪箱盖内，供 使用者修正测角读数。 可校正误差有 垂直差，或称动镜差（perpendicularity）： 原因：动镜镜面不垂直于刻度弧面。 检查与校正：将指标杆移至 35°左右，左手平握六分仪分度弧朝外，眼睛置于 动镜后，同时斜视动镜中的反射弧影像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高低位置时，表明动镜差存在，需要校 正。可用校正扳手慢慢地转动镜面后的校正螺丝。边看边转动直到消除动镜差(反射 弧像和实际弧位于同一弧线上)。 边差，或称定镜差（side error）： 原因：定镜镜面不垂直于刻度弧平面引起。 检查与校正：加适当滤光片，将指标杆放在 0°，六分仪保持垂直对准太阳(或 星体)，并且慢慢地正、反转动鼓轮、仔细观察太阳和其影像是否有左右分开现象。 如有，可用扳手调整定镜后上面的螺丝，最后使两个影像左右不要分开。完全重合 为止。 指标差i (index error):动、定两镜平行时，指标不指 00 的零位置差，若此时 的读数为m，则指标差i为： i=00 -m 在用六分仪测角前都应该对上述三项误差进行检查和校正。 指标差的测定 直视物标的反射影像与它的真像重合时的读数m应该为 00 ,当不为 00 时，便存在 指标差。 指标差的测定应在校正动镜和定镜之后进行。测定方法通常有下列几种。 1）用水天线测定指标差 i 指标杆放在 0°，去掉滤光片，调好焦距。竖握六分仪观测水天线，对准水线 方向转动鼓轮，使直射和反射水天线严密相接成一直线。无一高一低现象，此时读 9
数为m，则i=0°-m。2）用星体测定指标差i观测星体，当反射影像与真像重合时，读取测角读数m，则i=0m。3）用太阳测定指标差i因为测太阳影像重合不易，所以一般均测影像、实像上下相切。指标杆放在0°，配好滤光片对准太阳，转动鼓轮，太阳反射影像先与真像上边缘相切，上切一次读数为ml，再下切一次读数为m2，两次相切读数的代数和平均值等于两像重合时的读数m=（m1+m2）/2。则：i=0°-(ml+m2）/2以R= (m2-m1) /4与《航海天文历》中列出的当天太阳半径值相比较。如果两者数值一致，说明观测准确，指标差可靠，若两者相差超过0.2，应重测。一般，当指标差超过6°时，就应当缩小它。缩小的方法是：将指标杆移到000.0,通过望远镜观测一远物标，例如水天线或一星体，用专用扳手调整定镜背而靠近架体的那颗螺丝，直到反射影像与真象重合为止。调整了指标差，定镜的垂直状态可能受到影响。因此，还得重新检查定镜的垂直情况，并予以样校正。校正定镜又会影响指标差，所以又要重新测定指标差。定镜是必须处于垂直状态的，而指标差只要缩小到6以内就行了。当六分仪用于观测1nmile内的近物标的夹角时，应利用被测物标重新测指标差。4、天体高度的观测观测前的准备工作1）事先估计好观测的时间，并选好欲观测的天体。2）如舱室内外温差较大，应提前将六分仪箱子放到室外遮阴的通风处。3）准备好观测记录薄、铅笔等。4）按预定的观测时间、推算出测天时的天文钟差。5）若用秒表，应将秒表发条上好，并检查秒表启动、停止、归零等情况6）检查、校正六分仪动、定镜，调整好望远镜焦距，根据需要选配好滤光片（选用一片比选两片好）。10
数为 m，则 i＝0°－m 。 2）用星体测定指标差i 观测星体，当反射影像与真像重合时，读取测角读数 m，则 i = 00 - m。 3）用太阳测定指标差i 因为测太阳影像重合不易，所以一般均测影像、实像上下相切。 指标杆放在 0°，配好滤光片对准太阳，转动鼓轮，太阳反射影像先与真像上 边缘相切，上切一次读数为 m1，再下切一次读数为 m2，两次相切读数的代数和平 均值等于两像重合时的读数m=（m1+m2）/2 。则： i＝0°-（m1+m2）/2 以R= （m2-m1）/4 与《航海天文历》中列出的当天太阳半径值相比 较。如果两者数值一致，说明观测准确，指标差可靠，若两者相差超过 0`.2，应重 测。 一般，当指标差超过 6`时，就应当缩小它。缩小的方法是：将指标杆移到 00 00.0, 通过望远镜观测一远物标，例如水天线或一星体，用专用扳手调整定镜背而靠近架 体的那颗螺丝，直到反射影像与真象重合为止。调整了指标差，定镜的垂直状态可 能受到影响。因此，还得重新检查定镜的垂直情况，并予以样校正。校正定镜又会 影响指标差，所以又要重新测定指标差。定镜是必须处于垂直状态的，而指标差只 要缩小到 6`以内就行了。当六分仪用于观测 1n mile内的近物标的夹角时，应利用 被测物标重新测指标差。 4、天体高度的观测 观测前的准备工作 1）事先估计好观测的时间，并选好欲观测的天体。 2）如舱室内外温差较大，应提前将六分仪箱子放到室外遮阴的通风处。 3）准备好观测记录簿、铅笔等。 4）按预定的观测时间、推算出测天时的天文钟差。 5）若用秒表，应将秒表发条上好，并检查秒表启动、停止、归零等情况。 6）检查、校正六分仪动、定镜，调整好望远镜焦距，根据需要选配好滤光片 （选用一片比选两片好）。 10
7）测定六分仪指标差，记下观测值。若是在昏影中测星，则应抓住水天线还看得清楚的时机，先测星体高度，然后再测指标差。观测天体高度测者真地平平面是看不见的，在观测天体高度时，用水天线代替测者真地平平面。用六分仪测量关体高度，就是测出天体和水天线在天体垂直圈上的弧距。观测星体高度，是利用六分仪将星体光点中心拉到与水天线重合，即测出星体中心的高度。观测太阳和月亮，是利用六分仪将太阳的下（或上）边缘或月亮的上或下边缘拉到与水天线相切。测出太阳下（或下）边的高度或月亮或月亮上（或下）边的高度。太阳高度观测方法指标杆放在0°，加好滤光片，对准太阳保持垂直。慢慢外移指标杆，保持太阳在视野中。接近水天线时（或模拟水线），去掉定镜前滤光片，否则看不见水天线。轻轻摆动六分仪、可见太阳移动的弧线，同时要稍微改变面对方向使望远镜中心对准圆弧最低点，然后，转动鼓轮，上午应将太阳下边与水线重叠少许，下午则将太阳下边拉到水线上方少许，最后等待相切观测天体高度的注意事项1）要使所看到的天体反射影像和水天线的轮廓最为清晰。故应调整好望远镜的焦距；选配合适的滤光片，使天体反射影像与水天线的光线柔和而适中。2）观测位置要合适。3）观测辩认真假水天线。当海天有薄雾或临近有两种不同颜色海水交汇的海面时，在海面上往往呈现一条或多条阴影与水天线相混淆。当太阳下方有云层，海面上可能出现多条亮线，这时，最远的一条可能是真水天线。在水天线附近有低云时，则应注意不要把云边误认为水天线。4）掌握六分仪的技术质量状况，五、实验中注意事项1、拿取六分仪前、应注意六分仪在箱内的位置，以便重新放入时按原位和原箱放好。2、转动滤光镜时，应按次序一片片地转动，不允许抓住整个滤光镜组一起转动。3、转动指标杆时，务必用手指捏紧松紧夹，不允许转动指标杆时放松松紧夹，以免蜗杆螺钉与刻度弧齿槽磨损而产生误差。4、观测前应先调好望远镜的焦距，使影像变得更清晰。进行观测时应两脚与肩等宽平行自然而立，不允许依靠物体。严禁坐在六分仪箱上观测或休息。11
7）测定六分仪指标差，记下观测值。若是在昏影中测星，则应抓住水天线还 看得清楚的时机，先测星体高度，然后再测指标差。 观测天体高度 测者真地平平面是看不见的，在观测天体高度时，用水天线代替测者真地平平 面。用六分仪测量天体高度，就是测出天体和水天线在天体垂直圈上的弧距。观测 星体高度，是利用六分仪将星体光点中心拉到与水天线重合，即测出星体中心的高 度。观测太阳和月亮，是利用六分仪将太阳的下（或上）边缘或月亮的上或下边缘 拉到与水天线相切。测出太阳下（或下）边的高度或月亮或月亮上（或下）边的高 度。 太阳高度观测方法 指标杆放在 0°，加好滤光片，对准太阳保持垂直。慢慢外移指标杆，保持太 阳在视野中。接近水天线时(或模拟水线)，去掉定镜前滤光片，否则看不见水天线。 轻轻摆动六分仪、可见太阳移动的弧线，同时要稍微改变面对方向使望远镜中心对 准圆弧最低点，然后，转动鼓轮，上午应将太阳下边与水线重叠少许，下午则将太 阳下边拉到水线上方少许，最后等待相切。 观测天体高度的注意事项 1）要使所看到的天体反射影像和水天线的轮廓最为清晰。故应调整好望远镜 的焦距；选配合适的滤光片，使天体反射影像与水天线的光线柔和而适中。 2）观测位置要合适。 3）观测辩认真假水天线。当海天有薄雾或临近有两种不同颜色海水交汇的海 面时，在海面上往往呈现一条或多条阴影与水天线相混淆。当太阳下方有云层，海 面上可能出现多条亮线，这时，最远的一条可能是真水天线。在水天线附近有低云 时，则应注意不要把云边误认为水天线。 4）掌握六分仪的技术质量状况。 五、实验中注意事项 1、拿取六分仪前、应注意六分仪在箱内的位置，以便重新放入时按原位和原 箱放好。 2、转动滤光镜时，应按次序一片片地转动，不允许抓住整个滤光镜组一起转 动。 3、转动指标杆时，务必用手指捏紧松紧夹，不允许转动指标杆时放松松紧夹， 以免蜗杆螺钉与刻度弧齿槽磨损而产生误差。 4、观测前应先调好望远镜的焦距，使影像变得更清晰。进行观测时应两脚与 肩等宽平行自然而立，不允许依靠物体。严禁坐在六分仪箱上观测或休息。 11