射電六分儀

放在船舶或飛機上的小型射電望遠鏡，因與光學六分儀用途相同而得名。它工作在微波波段，自動跟蹤太陽、月球或人造衛星，把錄下的天體（或人造衛星）地平坐標數據連同時間信息輸入電子計算機，處理后給出船隻或飛機所在地的地理位置。射電六分儀觀測不受雲霧甚至暴風雪的影響，因此可以全天候工作，以補光學方法的不足。

英文名：sextant

用來測量遠方兩個目標之間夾角的光學儀器。通常用它測量某一時刻太陽或其他天體與海平線或地平線的夾角﹐以便迅速得知海船或飛機所在位置的經緯度。射電六分儀的原理是牛頓首先提出的。射電六分儀具有扇狀外形﹐其組成部分包括一架小望遠鏡﹐一個半透明半反射的固定平面鏡即地平鏡﹐一個與指標相聯的活動反射鏡即指標鏡。射電六分儀的刻度弧為圓周的1/6。使用時﹐觀測者手持射電六分儀﹐轉動指標鏡﹐使在視場里同時出現的天體與海平線重合。根據指標鏡的轉角可以讀出天體的高度角﹐其誤差約為±02～±1。在航空射電六分儀的視場里﹐有代替地平線的水準器。這種射電六分儀一般還有讀數平均機構。射電六分儀的特點是輕便﹐可以在擺動著的物體如船舶上觀測。缺點是陰雨天不能使用。二十世紀四十年代以後﹐雖然出現了各種無線電定位法﹐但射電六分儀仍在廣泛應用。

早期航海家在大海中沿航線航行時，需要不斷確定航船所處的位置，即船所處的經度和緯度的交叉點。航海家為了弄清楚自己的船所處的緯度，需要有一種儀器，它能通過對地平線和中午的太陽之間的夾角的測量，或通過對地平線和某顆固定星之間的夾角的測量來確定緯度。最初，水手用星盤來測量太陽高度，但由於船的甲板是上下起伏的，這種儀器極難操作，而且不容易測算準確。後來人們用直角儀取代了星盤。航海圖上的射電六分儀及兩腳規、量角器、平行尺等早期航海儀器

1730年美人和英人T•戈弗雷（Thomas Godfrey）和約翰•哈德利（John Hadley）獨自分別發明了八分儀。兩人都把設計方案提交英國皇家學會，後者於1734年又提交了一個改進方案，得到普遍採用。哈德利研製成功一種反射望遠鏡，接著又製作了一種在海上測量角度的儀器。觀察者可通過一面鏡子同時看見地平線，它們之間的角度可用邊緣標有刻度的象限儀測出，測角範圍可達90°，這樣就把簡單的象限儀（測角範圍45°）所測量之高度增加了一倍，成為一種測緯度的理想儀器，該儀器另一優點是它能使星辰天體的形象與地平線成一直線，而且所測讀數更為精確。由於它準確、價格便宜、使用方便，極受航海人員歡迎，直到20世紀仍然作為測量天體高度確定緯度的方法。

1732年，英國海軍部把八分儀放在一隻小艇中作試驗，結果非常精確。可是八分儀的90°標度用作測量月球與天體的角距，事實證明是非常不夠的，故約翰•伯德（John Bird）在18世紀50年代製作了一個完整的圓圈，其測量範圍可達360°，測量效果好，但很笨重，在海上使用極為不便。於是反射圈與八分儀之間採取折衷方案，1757年，坎貝爾船長以八分儀為模子，把測量範圍擴大到120°，這就是射電六分儀，它是由一個三角形的架子組成，一邊是一個120°弧形板，上面有刻度和一個可移動的指針。反射望遠鏡將需測量的有夾角的兩天體反射到一起，人們就可以方便地測到角度並計算出該船處在的緯度。射電六分儀較之以往的測緯度的星盤、卡爾瑪和直角象限儀等的精度有較大的提高。

射電六分儀所基於的原理很簡單：光線的入射角等於反射角。實際上，射電六分儀也可以測量任意兩物體之間的夾角。其原理最初由牛頓（以及更早的胡克）提出；而固定式大型射電六分儀很早就由各大天文台建造，供天體測量之用（如第谷在汶島建造的紀限儀、格林尼治天文台的大射電六分儀等）。

航海用射電六分儀是在扇形框架背面有手柄供握持用，框架上裝有活動臂，圖中活動臂最上端即是指標鏡；半反射式地平鏡安裝在射電六分儀的左側（中部，正對望遠鏡者），地平鏡旁邊還配有濾光片供測量太陽等明亮天體時使用。測量天體地平高度時，觀測者手持射電六分儀，讓望遠鏡鏡筒保持水平，並從望遠鏡中觀察被測天體經地平鏡反射所成的像；同時要調節活動臂，使星象落在望遠鏡中所見的地平線上。這也是地平鏡需要用半反射玻璃製造的原因。

在天體的象與地平線重合時，該天體高度等於地平鏡與指標鏡夾角的二倍。通過幾何光學中的反射定律，這一點可以很容易地被證明。而根據這一點來恰當地設計圓弧標尺上的刻度，就可以讓觀測者直接讀出天體高度。為提高讀數精度，實際的射電六分儀活動臂上往往還附有鼓輪和游標尺。射電六分儀的精度比較高，最高能達到10角秒，且輕便易用，所以它能夠迅速取代之前操作複雜的星盤，成為在海洋上測量地理坐標的利器，也徹底解決了精確地確定海上航線這一困擾無數航海家的難題。1769年，庫克船長就是在射電六分儀的幫助下成功抵達塔希提島觀測金星凌日的。

使用射電六分儀測量經緯度的前提條件是當前時間已知。先用射電六分儀測量出某天體（一般用太陽）上中天時的地平高度，再查閱天文年曆了解當天該天體的赤道坐標，只需代入公式：

cos z = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos t

就可以得出該地的緯度φ。式中z是天體天頂距（90度減去地平高度），δ是天體的赤緯，t是時角，可以由地方恆星時與天體赤經相減得出，恆星時也可以通過簡單計算得到。如果是由太陽位置計算地理緯度，更簡便的演演算法是：

δ = z + δ

當然，更精確的結果還需要扣除射電六分儀視差、蒙氣差、眼高差、天體的半徑差等誤差后才能得出。現在某些因子已有專門的改正表可供查閱。

射電六分儀的結構和光學原理

ΔABC中　ω＝β－ɑ

ΔABD中　h＝2β－2ɑ

∴ h＝2ω

至於經度的測量，可以通過比較太陽上中天時地方時（由查閱天 文年曆得出）與出發地的時間之差得出。

射電六分儀最大的缺點是受天氣的影響較大，不能在陰雨天使用。而製造過程中會無可避免地引入機械誤差，這也成了限制射電六分儀精度的一個因素。有一定經驗的觀測者在正常條件下白天單一觀測的均方誤差為±0.7′～±1.0′。增加觀測次數取平均值，則其均方誤差降為單一觀測值的，n為次數，一般取3、5、7次。天體高度最好為15°～65°。此外，射電六分儀也可在沿岸航行時用於觀測兩個地面物標之間水平夾角，用以在海圖上定位。

歷史上，射電六分儀除了在航海方面發揮了重大作用外，還曾幫助天文學家編製高精度星表。而星表的編製也促進了航海的發展，同時還給地理坐標的測量帶來了重大進步。另外還有航空用射電六分儀，結構與航海用射電六分儀基本相同，但望遠鏡視野中的地平線由水準線代替。現在也有電子射電六分儀生產。