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在此之前,赵桓已经画了一个六分仪的设计图纸。

六分仪是用来测量两个天体与海平面夹角的光学仪器,主要是太阳或者北极星,以便能够测量船所在的经纬度的一种仪器。

它的构造其实比较简单,一架小望远镜,一个半透明半反射的固定平面镜和一个与指标相联的活动反射镜,下面是一个弧形的刻度表,占整个圆周的六分之一,所以叫做六分仪。

在观测的时候拿着六分仪对准要观测的目标,比如说太阳,太阳通过折射与墨镜中的一半水平面在一条平线上重合,然后根据指示镜的转角就能读出天体的高度角,有了天体的高度角之后便可以推出准确的纬度了。

因为地球上的纬度从赤道到北极或者南极,总共分为九十度,越往北度数越高,而北极星就在地球自转轴的延长线上。

因此在北半球看到的北极星始终都在天空固定的位置,因为它刚好在地球自转轴上,不会动,根据这个特点,测量北极星得出它的夹角,就可以推算出所在的纬度了。

理论上讲,赤道时看北极星夹角为零,因为北极星在地平线上,而在北极点看北极星,正好在头顶正上方是九十度,因此夹角是九十度。

而赵桓这次让高远鸿他们远航美洲,就是从日本的北海道,——这时代叫虾夷地,还是一块蛮荒之地,——顺着北太平的暖流和强劲西风,由西向东可以很顺利的航行到北美洲。

而北太平洋暖流的宽度大约在北纬的三十五到四十二度之间,用六分仪测量北极星,只要能保证夹角在这个度数之间,就可以保证船一直在北太平洋暖流范围内不会偏离航线。

再配套海上罗盘指南针,确定向正东方向前进,这样基本上就可以保证船航行的正前方就是他们要去的美洲,而顺着北太平洋暖流到达的是北美大陆。

到了北美大陆,再顺着加利福尼亚寒流,沿着海岸线南下,便可以到赤道,再往下便可以到目的地早期印加文明,找到赵桓渴望的农作物和经济作物了。

回来的时候会比较麻烦。赵华给他们设计的路线是北赤道暖流。

这个暖流是受东北信风,也就是从东到西推进的信风吹拂形成的一道海洋流,也叫信风流,是由美洲大陆向太平洋西岸,也就是中国方向流动的。

它大约在北纬十度到二十度之间,用六分仪测量出北极星的夹角在这两个纬度之间,便可以保证海船不偏航。

当然要配合海上指南罗盘仪来确定向正西的方位。这是第一次航行,虽然这样很可能有很多不如意的地方,比如回来的航线太远,但是这可以确保回来不偏航。

因为是第一次航行,保证能回家是最关键的。

由于海上时间太长,可能会经历很多的危险,加上赤道地区极端的天气,这个航线其实不是很适合。

对于远洋航行,还是零基础的这些船员来说,稳妥则是最安全的。

否则设定一个复杂的航线,虽然路程短或者沿途有海岛补给,但完不成那就会带来灭顶之灾。

因为那需要确定经度。但是确定经度需要非常准确的钟表。而钟表赵桓还没有制造出来,要测量经度,只有有六分仪是没办法完成的。

当然,在测量经度时,六分仪的作用也很大。主要用来测量太阳的最高点。

事先要知道出发地的时区和准确时间,然后在测量地用六分仪测量一天太阳最高点的时间,与出发时区的时间进行时差换算,再换成相应的海里,就知道经度了。