测量纬度靠什么？

　　航海定位最基本的一项任务就是测量纬度。早在唐代以前，人们就发现，在不同地方，北极星的高度不一，船员可以通过观察北极星的高度来确认位置。比如，在南海海域（南方）人们观察到的北极星高度比在东海海域（北方）观察到的会更低。唐代开元年间，两位天文学家一行和南宫说（yuè）主持了对地球子午线的天文大地测量，计算得出结论：北极出地度（即北极星与水平地面的夹角）相差一度时，地面上南北相差三百五十一里八十步（唐制，约为130千米）。这个测量结论对于航海来说具有非常重要的意义，从此人们只需要测量北极星的仰角变化，就可以知道南北距离的变化，从而大致推算出船只航行到的位置，实现粗略定位。

　　北宋朱彧（yù）撰写的《萍洲可谈》中记载：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”《宣和奉使高丽图经》中记载：“是夜，洋中不可住，维视星斗前迈。若晦冥，则用指南浮针，以揆南北。”可见，在宋代时，即便指南针已被应用到航海活动中，天文导航术仍发挥着重要的作用。指南针更主要的作用是，通过判断船只瞬时方位（东西南北），结合船速推算船的航行轨迹，从而推测船只目前所处的地理位置。

　　元代，位于登封的告成观星台已经出现测量天体高度的“量天尺”。明代郑和下西洋时就在“量天尺”的基础上发展出了“过洋牵星术”，使用一套叫作“牵星板”的器具，通过星斗仰角变化测量地面南北的距离。一套牵星板由12块高度不等的正方形木片组成。测量时，测量者手持一块大小合适的牵星板，将手臂水平伸直，使牵星板与海平面垂直，同时使其上缘与被观测天体相切，这样就可以通过牵星板的高度和测量者的臂长计算出天体的仰角。

　　比郑和稍晚一些，西方航海家们开始使用航海星盘、象限仪等仪器来测量纬度。尽管测量结果不是很精确，但基本可以满足当时航海的需求。现在，西班牙大加纳利岛的克里斯托弗·哥伦布故居博物馆中还收藏着16世纪的航海星盘。这种星盘需垂挂使用，可先使零度标记与海平面平齐，然后将表面的指针指向待测量高度的天体，指针与零度标记之间的角度就是天体的仰角。已知天体仰角就可以得出船只所在位置的纬度了。

　　8世纪30年代，航海家开始使用一种更加精确的测角仪器——六分仪。六分仪是一种反射镜类型的测角仪器，其原理最早是由牛顿提出的。起初，这种测角仪器量角的刻度弧为45°（即圆周的八分之一），被称作八分仪。后来，约翰·坎贝尔船长将刻度弧扩大到60°，发展成六分仪。再往后，刻度弧被调整为72°，但仍旧沿用了六分仪这个名字。如今，“六分仪”这个名称已经成为航海、航空领域测量天体高度或方位的仪器专用名，与仪器是否有刻度弧或刻度弧的大小没有关系了。

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