方位羅盤

方位羅盤（azimuth compass 或 azimuthal compass）是一種航海儀器，用於測量磁方位角，即太陽或其他天體方向與磁北之間的地平線弧角。此測量值可與透過天文觀測獲得的真方位角進行比較，以確定磁偏角——即為獲得準確讀數，船用羅盤讀數必須校正的量。在能夠透過天文觀測確定船隻確切位置的可靠航海天文鐘發展出來之前，方位羅盤在航海中扮演著重要的角色。

原理

在航海學中，天體的真方位角是指包含觀測者與天體的垂直平面與地平線交會點，到真北方向之間的地平線弧角。磁方位角則是天體下方地平線上的點，到磁北方向之間的弧角。

當緯度和日期已知時，太陽在日出或日落時相對於真北的方位便能輕易確定。 若在日出和日落之間的某個時間觀測太陽，則必須同時記錄其高度角，才能計算出真方位角。 真方位角可與磁方位角進行比較，以找出磁偏角，即羅盤所指示的北方與真北方向之間的夾角。

羅盤設計

方位羅盤是一種磁羅盤，其羅經盤的圓周被劃分為360度。它有兩個直徑相對的照門，透過它們來觀測太陽、行星或恆星。觀測太陽時，通常是在太陽中心高出地平線約一個太陽直徑時進行。 一般來說，羅盤盒側邊會有一個掣子，當觀測者將太陽對準照門時便按下。這會固定羅經盤，從而讀取磁方位角或幅角。

照門可由兩片瞄準片組成，一片有窄縫，另一片則有較寬的縫隙，中間由一條絲線平分。觀測者透過深色玻璃望向太陽，將絲線和窄縫對準太陽中心。另一種設計則是一片瞄準片上有垂直桿，另一片上有由絲線平分的縫隙。 當絲線的影子落在垂直桿上時，儀器即對準了太陽。 還有一種設計，是在一片照門上裝有放大鏡，將太陽光聚焦到對面的照門上。

子午方位羅盤包含一個通用赤道式日晷。 透過設定日期和緯度，無需計算即可從儀器上讀出真北和磁變差。 隨著19世紀鐵殼船的引進，方位羅盤會被安裝在一個中立點的底座上，使其讀數不受船體磁性影響。

應用

早期在北半球的航海家，在夜空晴朗時，可以透過觀測非常靠近北天極的北極星之仰角，相對輕易地計算出緯度。 然而，在能夠於漫長航程中準確計時的航海天文鐘被發明出來之前，計算經度是不可能的。 1588年，西班牙國王腓力二世（1556–1598年在位）懸賞重金，尋求能確定經度的實用解決方案。

一個新穎的方法，據說源於耶穌會傳教士 Christoforo Borri，是繪製標示出磁偏角相等點的地圖。憑藉準確的緯度讀數和磁偏角，航海家便能利用地圖確定自己的經度。 這種方法的缺點是磁變差會隨時間改變，因此地圖需要不斷修訂。

方位羅盤在讓船長確定磁羅盤與真北的偏差方面仍具有極大價值，如此一來，在沿著等緯度線航行或使用推算航法時，他便能設定更準確的航向。 在1795年，一艘英國的一級戰艦上會有多達八個羅盤，其中一個是改良的航向羅盤。這個方位羅盤可能是專門用於透過觀測星體來測量磁變差，並用以判斷其他羅盤的準確性。

儀器

1736年，一份文獻描述了一種方位羅盤，但未記載發明者姓名。方位羅盤有時體積較大，黃銅外殼安裝在萬向環上，內含羅盤花，外殼頂部則有照門。Walter Hayes、Richard Glynne 和 Benjamin Ayres（約卒於1775年）曾製造過精確的大型方位羅盤。Henry Gregory（1744–1782年）在倫敦利德賀街擁有一家名為「方位羅盤」的商號。他曾為1772年由詹姆士·庫克船長指揮的航行，提供一個由 Gowin Knight 設計的方位羅盤給約瑟夫·班克斯爵士。該儀器造價80英鎊0先令0便士。

1808年2月6日，由船長 Mayhew Folger 指揮的美國海豹獵船「托帕石號」（Topaz），抵達皮特肯群島補充淡水。他在那裡發現了由約翰·亞當斯領導的英國皇家海軍邦蒂艦叛變事件的三十五名倖存者，亞當斯將邦蒂艦的方位羅盤和航海天文鐘交給了 Folger。

參考資料

來源

Category：磁性裝置 Category：航海設備