这是200多年前英国发明的六分仪，仅凭基础的光学原理就能测出太阳与海平面的夹角，从而在茫茫大海中精准定位船只。而它究竟是如何做到的？早在16世纪，为避免在航行中迷失方向，船员们通常会使用天文观测等方法来确定纬度。但由于在受到海浪颠簸等影响，使精确性存在较大误差，使得在当时非常容易偏离航线。

对此于1730年，英国发明家约翰·哈德利设计出一种精准的角度测量仪器「六分仪」，才彻底解决这一问题。接下来我们来看看它的构造。

·首先，六分仪的框架一般由金属制成，形状呈现出一个60°夹角的扇形，也就是六分之一个圆。位于框架底部有一条分度弧，上面显示着测量刻度。在顶部还连接着一条可以自由摆动的指标臂，下端的指针会与分度弧对齐，以便读取当前刻度。配合底部的游标尺，可以获得更为精准的测量。再用旁边的夹具进行固定，就能避免误操作影响测量结果。

·之后，在指标臂的转动轴上还会固定一块指标镜，它会随着臂的摆动而改变自身的角度。并且在框架的另一侧还固定着一块特殊的水平镜，一半是全反射镜，而另一半则是透明玻璃。这样就能使测量员同时看到天体的反射影像和水平线的实际影像。

·与水平镜对齐的另一侧就是望远镜，当通过望远镜观察水平镜时，就会看到从上方指标镜反射过来的画面。

·最后，在每块镜子的前方还配有一组滤光镜，用于将太阳的强光变为弱光，以此来保护观察者的眼睛。除非你的眼睛是钛合金制造的，这也是为什么在过去许多水手要戴眼罩的原因。

而就是这样一个如此简单小巧的装置，又是利用什么原理能在汪洋大海中定位船只的？基于光的反射原理，当光线在任何一块镜子中反射时，其入射角I等于反射角R。如果在反射光线中引入一面平行的镜子，那么两块镜子的入射角与反射角也完全相等。而一旦第二面镜子有任何轻微的旋转，那么它的入射角就会发生改变。

根据角度叠加原理，光线在经过多次反射时，总偏转角度是每次反射角度变化的叠加，因此第二块镜子的入射角和反射角都要叠加它自身的偏转角，也就是I+X。

通过计算得知，光线总共偏转了两个X，也就是说当一束光连续被两面镜子反射时，入射光线和出射光线之间的夹角是镜子之间角度的2倍。因此当旋转指标臂时，分度弧上的度数就是指标镜的反射角度。这也是为什么六分仪夹角虽然是60°，而分度弧上的刻度范围却是0到120°的原因。

假设将一颗红色小球作为太阳，先将六分仪设置归零后对准海平线，如果图像完全相同就可以寻找太阳的位置。将目标天体移到右侧的反射图像后，释放末端的夹具并开始慢慢摆动指标臂和六分仪位置，让小球移动到海平面后再进行微调，直到位于中心并与海平面相切的位置，这时分度弧上显示的数值就是太阳的高度角。

最后只需在天文历上查阅当天的赤纬角，也就是太阳直射点的纬度，再用下列公式进行计算即可得出自身所在的纬度。而也正是由于其在无需电力以及信号等支持下也能精准定位船只的优势。时至今日，这种被誉为"古航海定位神器"的六分仪仍然是现在船只出海所不可或缺的必备定位仪器之一。

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