当前位置:中国河南郑州嵩山郭守敬观星台正方案概况
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河南郑州嵩山郭守敬观星台正方案概况
正方案
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  元代科学家郭守敬一生创制多种仪器、仪表,其中天文观测仪器,除观星台外,还有十八种之多,这些仪器具有简化、实用、精确度高、科学性强的特点,当时遥遥领先于世界水平。他创制的简仪比丹麦著名的天文学家第谷创造的同类仪器早319年,而在简仪上,他确立的以赤道装置为观测天象基本座标的原理,至今仍广泛地应用,在现代天文仪器中,在简仪的百刻环与赤道环之间。他首次应用了滚动摩擦,比外国最早应用滚柱轴承早200年。他制造的大明殿七宝灯漏,具有自动报时装置,可与西洋十七世纪的钟相比,但比钟早400年。凡此种种都洋溢着郭守敬“度越千古”、“巧思绝人”的智慧。现就几种最主要的复制仪器介绍如下:



  “正方案”按郭守敬设计,主要是用于测定方向的一种仪器,可平置也可立置,当测角器使用。为四方量时方便,原为木质,四尺见方(约98CM),厚一寸,后为便于保存,改为铜质,厚22厘米,案面中心划有一组十字线,以交点为圆心,以一寸为间隔,划有十九个同心圆,与最外圆相距三分,又划一圆,两圆之间,标有刻度,圆外,有表示时刻和方位的天干、地支及八卦图案,距边五分是一周水槽,注水以较案面水平。案心放有二寸高,直径亦二寸的圆柱体,中心有小洞,插入一尺长的铜(域木)竿,由于太阳每天东升西落,太阳东升时,竿影在西边,太阳在西射,竿影在东边,这样,每天竿影的端点,由西边与最外圆相交始,中午交至最内圆,傍晚于东边与最外圆相交止,每个圆上均有两个交点,连结同一个圆上的两点。取连线终点与圆心的连线,即为正南北方向。



  在郭守敬以前,用类似方法测影定方向,先要平整临时场地,树表,在四周挖沟注水取平,表也要用垂线调直,并以表为心,画一个圆圈,标记上、下午表影顶端与圆圈相接的两个点,取此两点成一直线,即正东正西线,取线段中点与表根相连,即正南正北线,而郭守敬在正方案上刻了很多同心圆圈,可在一日间阳得多次测量结果,以便互相比较,剔除偶然误差,提高了效率和精确度,且可到处搬运使用,把从前的方法定型为仪器。为了精确度,郭守敬认为:由于太阳赤纬在变化,加上竿影端点模糊和观测视觉差异等因素影响。十九秒连线中点往往不在一条线上,这就要求出十九点的平均值。由此可见、他改前人的一圆定向为十九个同心圆定方向是很精确的。

现代利用同样原理,定向的仪器称为“等高仪”。等高仪除测定方位和纬度外,还可以加上时间,比较系统地测定经度。



  
                       







 

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