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[转]乱弹:经纬度及方向的野外测量  

2011-12-28 11:15:10|  分类: 自然和科学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者:陈奂生


纬度好办,夜晚观测北极星,以地平起算得到北极星的高度角即是当地纬度;
经度,地方时与某一个已知的法定时间的差值推算,这个法定时可以是北京时间,也可以是格林威治时间;
方向嘛,最标准的办法就是白天在地面竖起一个杆子,其影子最短时,影子在正北(我们是北半球)。
其实古人更常用的是北斗星的斗柄指向。但是细想一下这个需要知道时间,而且要求空间幅度不大的情况下才可以。古人多在行船的时候用这种方法。其实北斗在晚上也是在绕着北极绕圈的,不同时间看,他所指的方向也不同。这一点,很容易迷人。
上述测经度的办法,前提是知道地方时。怎么才能知道呢?其实你中午影子最短时,也就是地方时的12点了。当然,这种情况要求你在一个地方必须待守至少一天,而且那天要有太阳。遇到下雨就晕了。
说起来容易,实际上操作起来有难度,我在阿拉干做了一次影子测量,两个小时都没有坚持下来,结果半途而废了。
现代人根据时间推算经度,这个也算是比较标准的办法。西方人当初为了航海定位,花了大力气、几代人发明和改进钟表。不过那时候是没有办法听广播报北京时间的。怎么办呢?就看星辰的起落。详尽的天文观测会记录在某个特定地方,一些典型的星辰的起落时间。你在海上观测同一个星辰的起落,再来与自己的时间一对比,就知道你所在的地方与前面那个特定地方的经度差了。当然这里面也隐含了一个前提,就是你的表没有被调成地方时间。而是用的刚才那个特定的时间。
这就是为什么麦哲伦的航海队员在向东绕地球航海一周后,回到祖国发现时间少了一天,觉得对不起上帝,疯了。这也是为什么《环绕世界八十天》里面那个人打赌,一开始很沮丧地认为自己输了。
中国的古人其实早也在用这个方法,郑和七下西洋,所用的过洋牵星术其实就是这个,在一个特定的时间观察星辰的起落或者在星空中的位置。选择什么时候呢?郑和选择的是晨昏蒙影的时候。这个时间倒是很特别。白天看不见,晚上有的似乎也看不见。而这个时间对于海上行进的人来说也好确定。当时是没有办法留下来等一天看看什么时候是当地的地方是正午或者午夜,反倒是日出前、日落后的那么十来分钟的时间,自然确定。
郑和下西洋的空间跨度很大,东海而南海,越过马六甲进入印度洋,南北跨度大了,所见之星辰有变化,但是他们成功了,可见不是郑和一个的功劳,此前可能有几代人长时间观测、和完善的星历。
看星辰的方法,到底还是有些误差,可以导航但是不可以精密测图。这是今人的臆测。郑和七次,几十年,几万里,居然每一次都安然无恙地去了又回,可见他们当时的技术精度不见得低,只是现在早已失传,而我们不知道罢了。
陈宗器在罗布泊的测量,也完全基于天文测量。从留下的资料看,当时应该是利用了北极星或者其他的星辰来定纬度,因为他经常晚上测量,日记中有寒冷中测量的记录;同时是利用时间测定精度的,因为他用到了无线电,现在还可以看到当时的照片形象。
这里说到野外测定位置的方法,你可能会笑,有GPS为什么不用?朋友,不是每个人都会买GPS,也不是任何时间地点都可以接收GPS信号。何况荒郊野外,哪里来的电源?
我说,其实不借助任何现代科技含量的东西才具有更为广泛的普适性。这是讲到生态系统服务功能时候想到的一句话。我说生态系统如何如何,可以提供什么什么,学生说怎么这些东西好像跟机器、技术无关?我说对了。机器不是任何时候都有的,化学药品也是一样,高精密的仪器更是如此。依赖这些东西开展工作,一旦缺乏他们,你就显得无所适从,在野外就不知所措了。反倒是这些原始、低级的、原生态的方法和事物才是永恒可以利用。
不信,把你搜得精光,然后扔到荒漠你,我看你怎么定位定向?还不是得依赖于太阳?

北极星和北斗星,哪个能帮我们辨别方向?
http://iask.sina.com.cn/b/4119899.html

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