六分仪是用来测量远方两个目标之间夹角的光学仪器， 通常用它来测量某一时刻太阳或其他天体与海平线或地平线的夹角，以便迅速得知海船或飞机所在位置的经纬度。
六分仪的原理是牛顿首先提出的。 六分仪具有扇状外形，其组成部分包括一架小望远镜，一个半透明反射的固定 平面镜 即地平镜，一个与指标相连的活动反射镜即指标镜。 六分仪的 刻度 弧为 圆周 的1/6。使用时，观测者手持六分仪，转动指标镜，使在视场里同时出现的天体与海平线重合。 六分仪被广泛应用于航海和航空领域， 它的特点是轻便，可以在摆动的物体如船舶上观测，缺点是阴雨天不能使用。 二十世纪四十年代以后，虽然出现了各种 雷达 法，但六分仪仍在广泛应用。
简介
在 测绘 和船舶通信导航中，是由分度弧、指标臂、动镜、定镜、望远镜和测微轮组成， 弧长 约为 圆周 的六分之一，用以观察 天体 高度和目标的水平角与垂直角的反射镜类型的手持测角仪器。广泛用于航海和航空中，用来确定观测者的自身位置。六分仪的原理由伊萨克·牛顿提出，1732年， 英国皇家海军 开始将原始仪器安装在船艇上，因为当时最大测量角度是90度，因此被称为 八分仪 。1757年，约翰·坎贝尔船长将八分仪的测量夹角提高到120度，发展成为六分仪。其后六分仪的测量夹角虽然逐渐提升到144度，但是其名称却一直保持不变。
原理
六分仪所基于的原理很简单：光线的反射角等于 入射角 。实际上，六分仪也可以测量任意两物体之间的夹角。其原理最初由 艾萨克·牛顿 （以及更早的 罗伯特·胡克 ）提出；而固定式大型六分仪很早就由各大天文台建造，供 天体 测量之用（如 第谷·布拉赫 在汶岛建造的纪限仪、格林尼治天文台的大六分仪等）。
航海用六分仪是在 扇形 框架背面有手柄供握持用，框架上装有活动臂，活动臂最上端即是指标镜；半反射式地平镜安装在六分仪的左侧，也就是中部正对望远镜的位置，地平镜旁边还配有 滤光片 供测量 太阳 等明亮天体时使用。测量天体地平高度时，观测者手持六分仪，让望远镜镜筒保持水平，并从望远镜中观察被测天体经地平镜反射所成的像；同时要调节活动臂，使星象落在望远镜中所见的地平线上。这也是地平镜需要用半反射玻璃制造的原因。
在 天体 的象与 地平线 重合时，该天体高度等于地平镜与指标镜夹角的二倍。通过 几何光学 中的 光的反射定律 ，这一点可以很容易地被证明。而根据这一点来恰当地设计圆弧标尺上的刻度，就可以让观测者直接读出天体高度。为提高读数精度，实际的六分仪活动臂上往往还附有鼓轮和游标尺。六分仪的精度比较高，最高能达到10角秒，且轻便易用，所以它能够迅速取代之前操作复杂的 星盘 ，成为在海洋上测量地理坐标的利器，也彻底解决了精确地确定海上航线这一困扰无数航海家的难题。1769年， 詹姆斯·库克 就是在六分仪的帮助下成功抵达 塔希提岛 观测金星凌日的。
发展历程
早期航海家在大海中沿航线航行时，需要不断确定航船所处的位置，即船所处的经度和 纬度 的交叉点。航海家为了弄清楚自己的船所处的纬度，需要有一种仪器，它能通过对 地平线 和中午的 太阳 之间的夹角的测量，或通过对地平线和某颗固定星之间的夹角的测量来确定纬度。最初，水手用 星盘 来测量 太阳高度 ，但由于船的甲板是上下起伏的，这种仪器极难操作，而且不容易测算准确。后来人们用直角仪取代了星盘。航海图上的六分仪及 两脚规 、量角器、平行尺等早期航海仪器。
1730年，美国人T·戈弗雷（Thomas Godfrey）和英国人 约翰·哈德利 （John Hadley）分别独自发明了 八分仪 。两人都把设计方案提交 伦敦皇家自然知识促进学会 ，后者于1734年又提交了一个改进方案，得到普遍采用。哈德利研制成功一种 反射望远镜 ，接着又制作了一种在海上测量角度的仪器。观察者可通过一面镜子同时看见 地平线 ，它们之间的角度可用边缘标有 刻度 的象限仪测出，测角范围可达90°，这样就把简单的象限仪（测角范围45°）所测量之高度增加了一倍，成为一种测 纬度 的理想仪器，该仪器另一优点是它能使星辰 天体 的形象与地平线成一直线，而且所测读数更为精确。由于它准确、价格便宜、使用方便，极受航海人员欢迎，直到20世纪仍然作为测量天体高度确定纬度的方法。
1732年，英国海军部把 八分仪 放在一只小艇中作试验，结果非常精确。可是八分仪的90°标度用作测量月球与天体的角距，事实证明是非常不够的，故约翰·伯德（John Bird）在18世纪50年代制作了一个完整的圆圈，其测量范围可达360°，测量效果好，但很笨重，在海上使用极为不便。于是反射圈与八分仪之间采取折中方案，1757年，坎贝尔船长以八分仪为模子，把测量范围扩大到120°，这就是六分仪，它是由一个三角形的架子组成，一边是一个120°弧形板，上面有 刻度 和一个可移动的指针。 反射望远镜 将需测量的有夹角的两 天体 反射到一起，人们就可以方便地测到角度并计算出该船处在的 纬度 。六分仪较之以往的测纬度的 星盘 、卡尔玛和直角象限仪等的精度有较大的提高。
最初的六分仪外形较大，而且采用铜材制作，十分沉重，领航员不得不把它的下端固定在自己的腰带上，才能保持稳定。后来改用木材制作，虽然重量轻了，但是体积仍然较大。这其中的原因很明显：六分仪的测量准确与否，与刻度划分是否精确密切相关，而早期工业水平有限，难以在小型 刻度盘 上精确地划分刻度，因此只能做得很大；18世纪末， 英国 工匠拉姆斯顿发明了可以精确划分 刻度 的“分位仪”，才真正解决了这一问题，为此英国经度委员会还专门发给他675 英镑 的奖金，这在当时是相当可观的一笔“巨款”，至此，六分仪真正实现了小型化。
使用方法
使用六分仪测量经纬度的前提条件是当前时间已知。先用六分仪测量出某 天体 （一般用 太阳 ）上中天时的地平高度，再查阅天文年历了解当天该天体的 赤道 坐标，只需代入公式：
cos z = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos t
就可以得出该地的 纬度 φ。式中z是天体 天顶 距（90度减去地平高度），δ是天体的 赤纬 ，t是时角，可以由地方 恒星 时与天体 赤经 相减得出，恒星时也可以通过简单计算得到。如果是由 太阳位置 计算地理纬度，更简便的算法是：
φ = z + δ
当然，更精确的结果还需要扣除六分仪 视差 、蒙气差、眼高差、 天体 的半径差等误差后才能得出。现在某些因子已有专门的改正表可供查阅。
六分仪的结构和光学原理
ΔABC中 ω=β－ɑ
ΔABD中 h=2β－2ɑ
∴ h=2ω
至于经度的测量，可以通过比较 太阳 上中天时地方时（由查阅天文年历得出）与出发地的时间之差得出。
六分仪最大的缺点是受天气的影响较大，不能在阴雨天使用。而制造过程中会无可避免地引入机械误差，这也成了限制六分仪精度的一个因素。有一定经验的观测者在正常条件下白天单一观测的 均方误差 为±0.7′～±1.0′。增加观测次数取平均值，则其均方误差降为单一观测值的， 为次数，一般取3、5、7次。 天体 高度最好为15°～65°。此外，六分仪也可在沿岸航行时用于观测两个地面物标之间水平夹角，用以在海图上定位。
历史上，六分仪除了在航海方面发挥了重大作用外，还曾帮助天文学家编制高精度 星表 。而星表的编制也促进了航海的发展，同时还给地理坐标的测量带来了重大进步。另外还有航空用六分仪，结构与航海用六分仪基本相同，但望远镜视野中的 地平线 由水准线代替。现在也有 电子 六分仪生产。
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