第三节　天体高度法

第一目　恒星高度法

前节中已经说明，当天体在卯酉圈上，高度角甚小时，高度角观测误差及已知纬度误差对于测定方位角之影响最小。故观测恒星高度以定方位角时，宜选择卯酉附近高度角较低之恒星。但高度角过低，蒙气差改正即不易精确，故一般选星之高度至少应在10°—15°以上，并应在东方及西方卯酉圈附近各选一星，高度相差不甚多，相继观测，其平均结果可以减除纬度及蒙气差误差之影响。

观测前须将经纬仪仔细垂准，使仪器之垂直轴正通过测站点，否则偏心误差可能影响方位角甚大。观测高度角前须将仪器仔细置平，然后以望远镜先对准地面目标（三角点或方位标），将目标置于竖丝上固定并读记水平度盘之读数。然后即转动上盘，使望远镜指向拟测恒星之方向。先以竖丝对准恒星，使横丝在恒星移动方向之前（恒星在东方时，横丝应在星上，西方时横丝在下，倒像望远镜反之），用上盘微动螺旋移动竖丝使之永远平分恒星，俟恒星达到十字丝交点时，停止转动微动螺旋，读取水平及垂直度盘读数。如有跨水准及垂直度盘水准，亦应读记之。读记已毕，再倒镜作同样观测。每星应用正倒镜连续观测二次或四次，是为一组。最后需再将望远镜对准地面目标一次，此时读水平度盘，应与原来读数相同，或相差在照准精度以内，以验水平度盘在观测中间有无移动。

观测高度定方位角本无须读记观测时刻，但有时为检查观测有无错误，亦记录观测之表面时，以验核各次观测间水平角及垂直角读数之变化是否与时间成比例。盖在卯酉圈附近恒星之周日圈几为一直线。

计算时如每组观测之时间不超过十分钟，可取各次水平角之平均数与垂直角之平均数相应，合并计算。应用之公式为第七章之式（23）即

例　测站Δ21（图14－3）　纬度φ＝3°26′20″北

观测日期：1931年2月9日　观测恒星：β室女座

地面目标：△·23　气压：709公厘，温度：27.2℃

1.观测记录：

图14－3

2.计算：

（1）水平角（目标至＊）：

（2）高度角：

第二目　太阳高度法

太阳高度法与恒星高度法之原理及计算方法全同。惟观测时不能使太阳中心正在十字丝交点，仅能使太阳之边缘与横丝及竖丝相切，如图14－4所示。两次观测如分别将太阳像置于相对之象限内，由两次观测结果之平均数即可消除太阳半径对于水平角及高度角之影响。图14－4（a）、（b）分示上下午观测最适宜之象限。

图14－4

在第二第三象限观测时，先将竖丝与太阳像相切，横丝则割太阳像一小部分，用水平盘微动螺旋使竖丝恒与太阳之右缘相切，因太阳运动方向关系，横丝割太阳像之部分愈缩愈小，终至太阳之下缘（第二象限）或上缘（第三象限）与横丝适相切。此时即停止转动微动螺旋，读水平及垂直度盘，并记取观测时刻与垂直盘水准气泡读数。记取观测时刻主要为算求太阳之赤纬，故可不必精准，但亦有时观测太阳目的在同时求定表差及方位角，此时即必须每次记取准确之观测时刻。

在第一及第四象限观测时，先将横丝与太阳之下缘（第一象限）或上缘（第四象限）相切，竖丝则割太阳像一小部分。然后转动垂直度盘微动螺旋，同上述方法至竖丝与太阳之左缘相切为止。

上述上下午观测太阳位置最适当之象限系指正像望远镜而言，倒像望远镜或装有棱镜目镜时，太阳显示移动之方向与图14－4不同。必须先察太阳移动之方向，使十字丝之一与之相切，而另一丝则割太阳像一小部分，且随太阳之移动，被割部分逐渐减小即可。

为消除蒙气差及仪器误差（高度角误差）之影响，宜在同日上下午各观测一次而取其中数。其理论已于第二节中述及。

兹举观测太阳高度定方位角之实例如下：

例　测站：上海同济大学　　近似纬度：31°16′39″.8北

日期：1951年3月29日近似经度：8^时5^分58^秒

温度：17°摄氏计时表误差＋9^秒.2

气压：733公厘方位标志

1.观测记录：

2.计算：

（1）高度角计算：

（5）略图（图14－5）：

图14－5

在前例中因观测时亦记取时刻，故亦可根据观测太阳高度法，照第十二章第二节第三目所述方法计算表差。兹将计算情形列下，以验证表差之值。

表差计算（所有以下天顶距极距等值均用上例已求出之数值）

表差亦可由授时信号求得为＋9^秒.3，与上例所得者相符合。

由此例可以说明：观测太阳高度及方位角，记录表面时刻，可以同时求定表差及方位角。又由此例亦可利用太阳时角，计算太阳方位角，详见下节太阳时角法。