弓形赤道日晷及其使用方法

本发明涉及日晷，具体涉及中弓形赤道日晷及其使用方法。

背景技术：

1、日晷是利用日影变化规律制成的天文记时仪器，“日”指“太阳”，“晷”表示“影子”，“日晷”的意思为“太阳的影子”。主要是根据日影的位置，以指定当时的时辰或刻数的装置，即太阳钟。

2、赤道式日晷是中国古代最经典和传统的天文观测仪器，其通常由底座、铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，晷针的上端指向北天极，下端指向南天极。晷针的安装角与地面(水平面)的夹角为当地的地理纬度。石制的圆盘叫做“晷面”，晷面平行于天赤道面，晷面与地平面(水平面)的倾斜角度＝90°-φ，(φ是当地的地理纬度)，保证晷针与地平面夹角等于当地的地理纬度φ，晷针上端对准北极星，晷盘上的时间刻度是等分的。

3、赤道日晷上显示的时间为日晷时，是日晷安装地的真太阳时，而我们日常采用的时间是平太阳时。这里就有三个概念需要理解：第一，北京时间是我国的标准时间，是以地理经度东经120度经线的平太阳时；第二，平太阳时和真太阳时的概念：真太阳时是太阳连续两次通过观察点最高处之间的时间，在一年365天中几乎每天的时间长短都是不同的，最短的一天只有23小时44分37秒，而最长的一天则长达24小时14分钟37秒。每天的时间长短和地球与太阳之间的距离有关：地球与太阳的距离近，地球自转的时间就短；地球与太阳的距离远，地球自转的时间就长。平太阳时是将每日的长短定义为24小时，是为了简便计时而采用的时间，即钟表显示的时间。第三，经度时差，根据地球自转将一天划分为24小时，经度每相差15度，时间就相差1小时，两个地区经度差1度，地方时间相差4分钟。

4、因为日晷上显示的时间是当地的真太阳时，若换算成现今的北京时间就必须考虑到真平太阳时差修正值(简称为时差修正值)的影响以及当地与120度经度线上时间的差值(经度时差)。因此，北京时间＝地方真太阳时(即晷盘时刻)+[(当地地理经度－120度)×4分+时差修正值]。比如，北京地区的经度是东经116.4度，查表知十月1日的真平太阳时差修正值(简称为时差修正值)为-10分钟，若日晷显示时刻为中午12.00，则北京时间＝12.00-14.4分钟-10分钟＝11点35.6分钟，这给日晷时间的读取带来许多不便，使很多不明就里的人认为日晷走时不准。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可修正经度时差的弓形赤道日晷，简化日晷时与北京时间的换算。

2、进一步，本申请还提供一种弓形赤道日晷的使用方法。

3、本发明所采用的技术方案是：

4、弓形赤道日晷，包括底座、纬度板、经度板、晷针和时间尺，所述纬度板和经度板均为弧形结构，沿所述纬度板的弧长方向设有纬度刻度，沿所述经度板的弧长方向设有经度刻度，沿所述时间尺长度方向设有时间刻度；所述经度板安装在所述纬度板内、且二者呈经纬状布置，所述经度板的经度刻度值为120的位置与所述纬度板的纬度刻度值为0的位置相重合，所述时间尺安装在所述经度板内、且可沿所述经度板弧长方向移动，所述晷针呈弦状安装在所述纬度板上，所述纬度板可调角度地安装在所述底座上。

5、进一步，所述时间尺为软质材料制成。

6、进一步，沿所述经度板弧长方向设有插入槽，该插入槽对应于所述经度板内侧的中部位置具有镂空部，所述时间尺插入所述插入槽内、且所述时间刻度与所述镂空部对应。

7、进一步，所述经度刻度设置在所述经度板的内侧、且位于镂空部的一侧或两侧。

8、进一步，所述纬度刻度设置在所述纬度板的侧壁。

9、进一步，所述经度板的外侧、且对应经度刻度值为120的位置设有向背离所述经度板弧心方向延伸的安装柱，所述纬度板上、且对应纬度刻度值为0的位置设有贯穿其内外两侧的安装孔，所述安装柱穿过所述安装孔、且通过锁紧螺母锁紧固定。

10、进一步，所述底座包括底座主体以及竖向安装在所述底座主体上的支撑座，所述支撑座的上端具有安装槽，该安装槽的两侧向上延伸，形成限位部，所述限位部上设有锁紧孔；所述纬度板置于所述安装槽内、且其两侧由所述限位部限位，一锁紧螺栓插入所述锁紧孔、且将所述纬度板锁紧。

11、进一步，所述限位部上设有向上延伸的标示针，该标示针指向所述纬度刻度。

12、进一步，所述底座本体的上表面设有时差修正值曲线图。

13、进一步，本申请还提供一种弓形赤道日晷的使用方法，所述弓形赤道日晷采用上述的弓形赤道日晷，使用方法包括如下步骤：

14、s1、确定实际地理经度值，将所述时间尺的时间刻度值为12的位置与所述经度板上的经度刻度为实际地理经度值的位置对应；

15、s2、确定实际地理纬度值，调整纬度板的角度，使晷针指向北天极、且所述晷针与水平面的夹角为实际地理纬度值；

16、s3、读取日晷上的日晷时，将所述日晷时换算成北京时间，换算公式如下：

17、北京时间＝日晷时+时差修正值。

18、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.弓形赤道日晷，其特征在于，包括底座、纬度板、经度板、晷针和时间尺，所述纬度板和经度板均为弧形结构，沿所述纬度板的弧长方向设有纬度刻度，沿所述经度板的弧长方向设有经度刻度，沿所述时间尺长度方向设有时间刻度；所述经度板安装在所述纬度板内、且二者呈经纬状布置，所述经度板的经度刻度值为120的位置与所述纬度板的纬度刻度值为0的位置相重合，所述时间尺安装在所述经度板内、且可沿所述经度板弧长方向移动，所述晷针呈弦状安装在所述纬度板上，所述纬度板可调角度地安装在所述底座上。

2.根据权利要求1所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述时间尺为软质材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的弓形赤道日晷，其特征在于，沿所述经度板弧长方向设有插入槽，该插入槽对应于所述经度板内侧的中部位置具有镂空部，所述时间尺插入所述插入槽内、且所述时间刻度与所述镂空部对应。

4.根据权利要求3所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述经度刻度设置在所述经度板的内侧、且位于镂空部的一侧或两侧。

5.根据权利要求1所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述纬度刻度设置在所述纬度板的侧壁。

6.根据权利要求1所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述经度板的外侧、且对应经度刻度值为120的位置设有向背离所述经度板弧心方向延伸的安装柱，所述纬度板上、且对应纬度刻度值为0的位置设有贯穿其内外两侧的安装孔，所述安装柱穿过所述安装孔、且通过锁紧螺母锁紧固定。

7.根据权利要求1所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述底座包括底座主体以及竖向安装在所述底座主体上的支撑座，所述支撑座的上端具有安装槽，该安装槽的两侧向上延伸，形成限位部，所述限位部上设有锁紧孔；所述纬度板置于所述安装槽内、且其两侧由所述限位部限位，一锁紧螺栓插入所述锁紧孔、且将所述纬度板锁紧。

8.根据权利要求7所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述限位部上设有向上延伸的标示针，该标示针指向所述纬度刻度。

9.根据权利要求7所述的弓形赤道日晷，其特征在于，所述底座本体的上表面设有时差修正值曲线图。

10.弓形赤道日晷的使用方法，其特征在于，所述弓形赤道日晷采用权利要求1～9中任一项所述的弓形赤道日晷，使用方法包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种弓形赤道日晷及使用方法，其中，日晷包括底座、纬度板、经度板、晷针和时间尺，纬度板和经度板均为弧形结构，沿纬度板的弧长方向设有纬度刻度，沿经度板的弧长方向设有经度刻度，沿时间尺长度方向设有时间刻度；经度板安装在纬度板内、且二者呈经纬状布置，经度板的经度刻度值为120的位置与纬度板的纬度刻度值为0的位置相重合，时间尺安装在经度板内、且可沿经度板弧长方向移动，晷针呈弦状安装在纬度板上，纬度板可调角度地安装在底座上；本申请日晷显示的时间修正了经度时差，在将日晷上显示的时间换算成北京时间时，只需要考虑真平太阳时差的影响，简化了日晷时间与北京时间之间的换算。技术研发人员：李辉哲,窦忠,刘永鑫受保护的技术使用者：中国科学院国家授时中心技术研发日：技术公布日：2024/1/16