大航海时代的GPS【六分仪】

       欧洲人在15世纪~17世纪期间，在全球范围开启了地理大发现的时代，开辟新航线，大搞远洋贸易。在茫茫的大洋上四周没有参照物，只能依靠星辰来定位。但是要想测量得非常精准，还得要有一件趁手的“兵刃”——既要轻便满足快速测量的要求，又要精确以满足定位所需的精度。

       后来到了十八世纪，牛顿牛老爵爷提出了一个测量角度的工具的设计，并给出了数学证明。后来约翰·坎贝尔船长在他的指引下，就设计出了六分仪用于航海。

       一开始底下的圆弧比较短，是圆周的八分之一，被称为八分仪，实际测量的时候有点局促。后来再扩充到圆周的六分之一，就被称之为六分仪。

设计制造

       最初的六分仪外形较大，而且采用铜材制作，十分沉重，领航员不得不把它的下端固定在自己的腰带上，才能保持稳定。后来改用木材制作，虽然重量轻了，但是体积仍然较大。这其中的原因很明显：六分仪的测量准确与否，与刻度划分是否精确密切相关，而早期工业水平有限，难以在小型刻度盘上精确地划分刻度，因此只能做得很大；18世纪末，英国工匠拉姆斯顿发明了可以精确划分刻度的“分位仪”，才真正解决了这一问题，为此英国经度委员会还专门发给他675英镑的奖金，这在当时是相当可观的一笔“巨款”，至此，六分仪真正实现了小型化。

工作原理

       六分仪的主要构造是一个固定支架，一根旋转臂，活动臂上有一面小镜子，固定支架上也有一面小镜子，以及另一边固定支架上的小望远镜。

       在固定支架上的这面镜子，是由两个半圆构成的，一个半圆是透明玻璃，从小望远镜看过去，能看到远方的景物；另半圆则是一面小镜子，从旋转臂上小镜子反射来的光，经过它再反射一次进入小望远镜。

使用设置

       微调螺旋的圆周被划分为 60 等分，它每转一圈，活动臂就移动 1 度，这样从圆周上的读数就可以读出 1 度的六十分之一，也就是1分

       但这还不够，在微调螺旋对面的游标上，将 4 分的宽度再划分成了 5 等分，由它们之间的移动偏差，又可以进一步读出0.2分精度的数值

        这么个看起来并不起眼的工具，却融合了天文学、数学、高精度机械加工等原理。在没有GPS的年代，航海家们靠这个工具实现对船舶的全球定位（当然还有很多其他细节的技术），终于造就了四海称霸的历史。

       欧洲人在15世纪~17世纪期间，在全球范围开启了地理大发现的时代，开辟新航线，大搞远洋贸易。在茫茫的大洋上四周没有参照物，只能依靠星辰来定位。但是要想测量得非常精准，还得要有一件趁手的“兵刃”——既要轻便满足快速测量的要求，又要精确以满足定位所需的精度。

       后来到了十八世纪，牛顿牛老爵爷提出了一个测量角度的工具的设计，并给出了数学证明。后来约翰·坎贝尔船长在他的指引下，就设计出了六分仪用于航海。

       一开始底下的圆弧比较短，是圆周的八分之一，被称为八分仪，实际测量的时候有点局促。后来再扩充到圆周的六分之一，就被称之为六分仪。

设计制造

       最初的六分仪外形较大，而且采用铜材制作，十分沉重，领航员不得不把它的下端固定在自己的腰带上，才能保持稳定。后来改用木材制作，虽然重量轻了，但是体积仍然较大。这其中的原因很明显：六分仪的测量准确与否，与刻度划分是否精确密切相关，而早期工业水平有限，难以在小型刻度盘上精确地划分刻度，因此只能做得很大；18世纪末，英国工匠拉姆斯顿发明了可以精确划分刻度的“分位仪”，才真正解决了这一问题，为此英国经度委员会还专门发给他675英镑的奖金，这在当时是相当可观的一笔“巨款”，至此，六分仪真正实现了小型化。

工作原理

       六分仪的主要构造是一个固定支架，一根旋转臂，活动臂上有一面小镜子，固定支架上也有一面小镜子，以及另一边固定支架上的小望远镜。

       在固定支架上的这面镜子，是由两个半圆构成的，一个半圆是透明玻璃，从小望远镜看过去，能看到远方的景物；另半圆则是一面小镜子，从旋转臂上小镜子反射来的光，经过它再反射一次进入小望远镜。

使用设置

       微调螺旋的圆周被划分为 60 等分，它每转一圈，活动臂就移动 1 度，这样从圆周上的读数就可以读出 1 度的六十分之一，也就是1分

       但这还不够，在微调螺旋对面的游标上，将 4 分的宽度再划分成了 5 等分，由它们之间的移动偏差，又可以进一步读出0.2分精度的数值

        这么个看起来并不起眼的工具，却融合了天文学、数学、高精度机械加工等原理。在没有GPS的年代，航海家们靠这个工具实现对船舶的全球定位（当然还有很多其他细节的技术），终于造就了四海称霸的历史。