指南針使用說明

指南針使用說明

目 錄

1. 指南針的原理和歷史......................................................................1

1.1. 指南針的原理..................................................................................1

1.2. 指南針的歷史..................................................................................1

2. 指南針的類型..................................................................................2

3. 指南針的結構..................................................................................4

3.1. 軍用指南針的基本結構... .............................................................4

3.2. 熒光點.............................................................................................5

3.3. 反光鏡............................................................................................ 6

3.4. DQY-1型指南針的基本結構.........................................................6

4. 指南針的主要功能和使用方法.......................................................7

4.1. 測定方位........................................................................................ 7

4.2. 測量距離........................................................................................ 8

4.3. 行軍時間及速度計算..................................................................... 9

4.4. 測定斜面的坡度（俯仰角度）.....................................................10

4.5. 測量目標概略高度..........................................................................10

4.6. DQY-1型指南針主要功能...............................................................11

5. 應用：天線方位角的定位方法和下傾角測量.................................12

5.1. 規劃選點中確定扇區天線的方位角.............................................12

5.2. 優化中測量已安裝天線的方位角.....................................................12

5.3. 天線下傾角的粗略測量...................................................................... 13

6. 應用：指南針與地圖的配合使用......................................................13

6.1. 利用指南針探知現在所在位置的步驟................................................. 13

6.2. 用指南針探知前進的方向......................................................................14

7. 指南針使用的注意事項...........................................................................14

8. 附錄：密位的概念....................................................................................15

說明：指南針是民間的通常稱呼，在軍事上正式名稱為指北針或軍用指北針，在地質上使用的稱為地質羅盤儀，本文通稱指南針。

指南針是利用地球磁場作用來指示北方的，利用的是磁場同極性相斥、異極性相吸的原理，然後以北方為起始點，定其為零度，順時針方向依序確定各方位角，可由此來指示方向。定位上必須配合地圖的運用來尋求相對位置才能明了自身所處之處。

注意指南針所指的北不是真北，而是磁北，這是因為地球南、北極和地磁南、北極不在一個位置上，而是有一個角度，這個角度叫磁偏角。不同地點的磁偏角一般是不同的，同一地點的磁偏角也因時而變。

指南針是中國古代四大發明之一，也是中國對世界文明發展的一項重大貢獻。指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北極極性而製成的一種指向儀器，磁石的這種特性，被古人利用來製成指南工具。最早出現的指南工具叫司南，戰國時已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成，樣子像一隻勺，重心位於底部正中，底盤光滑，四周刻二十四向，使用時把長勺放在底盤上，用手輕撥，使它轉動，停下後長柄就指向南方。另外，指南車的發明進一步把這種儀器提升至更高的境界。

但是，用天然磁石琢磨而成的司南，成品較低，磁性較弱。到了宋代，人們發明了人工磁化方法，製造了指南魚和指南針，而指南針更為簡便，更具實用價值。它是以天然磁石摩擦鋼針製成，在地磁作用下保持指南性能，以後把它裝置在方位盤上，就稱為羅盤。這是指南針發展史上的一大飛躍。

沈括對指南針放置方法也作過詳細研究，總結出四種不同的方法，並作了比較：

1、水浮法：把指南針浮在水面以指示方向，至於具體方法，沈括沒有說明。到北宋晚期，藥物學家寇宗奭的《本草衍義·磁石條》才有介紹，原來是在指南針上穿上燈心草，就可以把針浮起。水浮法的缺點是磁針會隨水搖蕩不定。

2、指甲旋定法：把磁針放在指甲上，可以靈活運轉，但缺點是容易滑落。

3、碗唇旋定法：把磁針放在碗口邊緣上，也可以旋轉自如，但同樣易掉落。

4、懸絲法：取一根新棉絲，用一點蠟粘在磁針中央，懸掛在沒有風的地方磁針即可指示方向。比較之下，沈括認為這個方法最為理想。

指南針在公元十一世紀時已是常用的定向儀器。指南針的最大貢獻，是大大地促進了航海事業的發展。據考證，公元十一世紀末，指南針就開始用於航海了。大約在十二世紀末到十三世紀初，指南針由海路傳入阿拉伯，然後由阿拉伯傳入歐洲。

指南針是我國古代對世界的一大發明，被廣泛地用於迷信、航海、軍事、探險等活動。真正現代的指南針是西方國家十九世紀研製改進的。我國解放前國民黨政府曾根據德國軍用指南針研製了「中正式」指南針，目前已成為珍品。建國後我國參照「中正式」研製了五一式指南針，以後又在此基礎上簡化掉里程錶生產了五七式，同時又生產了只有測向功能的五七式懷錶型。後來又重新保留了五一式的全部功能並在工藝上加以改進生產了六二式。六二式五功能軍用指南針以其設計合理、性能優異、靈敏度高、功能全而受到廣大官兵的歡迎。先後有「上」、「雲」、「湘」、「40」等幾家工廠生產，至今仍是我國軍隊的主要裝備。此後又在六二式的基礎上改進了外觀工藝，增加了測量距離時可顯示行軍時間錶盤的六五式五功能軍用指南針，但由於六二式已大量裝備部隊，因此裝備數量較少。五一式、五七式、六二式、六五式等均採用全金屬製造，可摺疊，其主要功能為五種，另有多種附加功能，用途廣泛。我國近期已開始裝備部隊的為最新型八〇式五功能軍用指南針，其特點是採用了非金屬的複合材料，減輕了重量，外觀也有所改進。

一般我們說的，都是國產軍用或仿軍用或完全民用的型號，市面上見得比較多的多為五〇、六二、六五、八〇幾種。從六五式來說，軍用產品是雲南出產的，非常精緻，表面噴漆非常好，標記是刻在外殼上的，不是印刷的，但是非常少見。仿軍用的一般是江蘇太倉測繪儀器廠和哈爾濱光學儀器廠生產的，江蘇太倉的做工粗糙了很多，但是功能一樣，哈爾濱產的好於江蘇太倉產的。民用的很差，標也是標六五，但是很多該有的功能都沒有。下面兩圖為六二式和六五式仿軍用指南針的實物圖：

六二式指南針

六五式

指南針

專業指南針和普通指南針最大的區別在於有無防震措施，例如下圖中六五式指南針圖中畫紅圈的位置是用來摺疊時抬起磁針防止震動損傷的：

指南針的防震

八〇式和更多國內外先進型號採用充液懸浮的方式同樣可以防震，其次充液還有一個好處是指針可以很快靜止，不會擺個不停，水平氣泡也可以很方便的整合進去。

除了上述介紹的軍用指南針以外，還有一種常用的DQY-1型指南針，是哈爾濱光學儀器廠生產的，如下圖：

DQY-1型指南針

六五式軍用指南針主要由指南針、里程計兩部分構成，基本組成結構如下圖所示：

軍用指南針的基本結構

指南針部分由提環、度盤座、磁針、俯仰角度表、測角器等組成。在度盤座上劃有兩種刻線、外圈為360度分劃制，每刻線為1度。內圈為6000（密位）分劃制，圓周共刻300刻線，每刻線線值為20（密位），關於密位的概念詳見本文後面的附錄。度盤內有磁針、測角器、俯仰角度表。磁針是由一種永久磁性的鐵器製成，其上塗有熒光劑的一端為磁針「N」極。俯仰角度表的分劃單位為度，每刻線為2.5度．可測量俯仰角度是60度。

里程計部分主要由里程分劃表、速度時間表、測輪、齒輪指針等組成。里程分劃有l: 50000，l: 100000兩種比例尺刻度值，1: 100000比例尺每刻線相應代表1公里，1: 50000每刻線相應代表0.5公里，可與具有相應比例或成倍比例的地圖配合使用。速度時間表分劃有外側錶盤上有13、15、17、19、21、23、25公里/小時，內側錶盤上有10、14、16、18、20、22、24、30公里/小時（以V代表），共15種速度。時間刻度中每一刻線相應代表5分鐘（V25為10分鐘）。

指南針的側面有測繪尺，兩端為距離估定器（如下圖）。估定器兩尖端長12.3毫米，照準與準星間長為123毫米，即為尖端長的10倍，利用這個特點，我們可以根據目標的高度估算目標的距離。

距離估定器

為便於夜間使用，指南針在幾個重要部位都有熒光點：可旋轉的錶盤上，NSWE四個方向有熒光點（白色圓點）；N的方向底盤有一個三角熒光點；指針黑色（北）上也有熒光點；照準和準星上也有熒光點。

反光鏡的用法：手持平舉指南針，使反光鏡成45度角，通過鏡子下面的缺口，將兩端的照準和準星對準目標，在鏡子上就可以看到指南針的指示和讀數，如下圖：

反光鏡

反光鏡在測磁偏角、坡度時很有用。還有一個附帶的用途，通過反射光斑，發射求生、聯絡信號。

3.4. DQY-1型指南針的基本結構

DQY-1型指南針的基本結構

主要性能參數：

1. 長水準器角值：15′±5′/2mm

2. 圓水準器角值：30′±5′/2mm

3. 測角器讀數差：≤0.5°

4. 度盤格值： 1°

5. 重量： 0.27kg

6. 尺寸： 80×70×35(mm)

本文主要以六五式指南針來介紹軍用指南針的主要功能和使用方法。六五式指南針是測定方位、距離、水平、坡度（俯仰角度）、高度、行軍間速度及測繪簡單地圖的一種簡易測量器材，為便於夜間使用，在其各相應部位上塗有熒光粉。

另外還介紹了DQY-1型指南針的主要功能。

1、 測定東南西北方向

1) 打開指南針，使方位指標「△」對準「〇」；

2) 轉動指南針，待磁針指北端對準「〇」後，此時所指的方向就是北方，在度盤上就可直接讀出所在地的東、南、西、北方向。

2、 標定地圖方位

標定地圖方位就是利用指南針，使地圖上的方位和所在地方位一致：

1) 打開儀器，調整度盤座，使方位指標「△」對準本地區的磁偏角度數；

2) 以測繪尺與地圖上的真子午線或坐標縱線（即東、西圖廓的內圖廓線）相切；

3) 轉動地圖，使磁針北端指向「O」，則地圖上的方位和所在地方位完全一致。

3、 測定磁方位角

1) 測定圖上目標的磁方位角

a) 用指南針精確標定地圖並保持地圖不動；

b) 將測繪尺與所在點和目標點的連線相切，調整度盤座，使指標「△」對準「O」刻劃線；

c) 待磁針靜止後，其北端所指度盤座上的刻度即為所在點至目標點的磁方位角數值。

2) 測定目標的磁方位角

a) 打開儀器，使方位指標「△」對準「O」並使反光鏡與度盤座略成45°；

b) 用大拇指穿入提環，平持儀器，由照準經準星向被測地目標瞄準；

c) 從反光鏡中注視磁針北端所對準度盤座上的分劃即為所在地目標的磁方位角數值。

1、 用測繪尺直接量算圖上距離

2、 用里程計量讀圖上距離

1) 先將紅色指針歸「O」；

2) 平持儀器、把里程計測輪輕放在起點上，沿所量取的路線向前滾動至終點；

3) 根據指針在比例尺上所指的刻線，即可直接讀出相應的實地距離。例如在1: 50000地圖上由甲點量至乙點，儀器表面上1: 50000比例尺指的是14個刻線，則甲乙兩點間的實地距離為7公里。若在1: 100000地圖上量得14個刻線、則甲乙兩地的距離為14公里。另外，與有相應比例的（如1: 25000）或成倍比例（如1: 20000及1: 500000）的地圖也可經換算量讀之。

3、 用距離估定器概略測定所在地目標的距離。

儀器上距離估定器兩尖端的間隔為照準與準星間距離的1/10，利用相似三角形原理就可測定目標的距離。

1) 已知兩目標（物體）與所在點的距離，求此兩目標（物體）之間的間隔，可用下列公式：

兩目標之間的間隔＝兩目標與站立點間的距離×1/10

打開儀器用眼緊靠照準瞄準目標，如兩目標（物體）恰好為距離估定器兩尖端所夾住，又已知兩目標點與所在點之間的距離為100米，則兩目標點間的間隔為100×1/10＝10米。其餘可按此方法計算。

此外，前方兩目標（物體）間的間隔不一定恰好為距離估定器兩尖端所夾住，而小於或大於其間隔時，可採用下列公式：

兩目標點間的間隔＝兩目標與所在點間的距離×1/10×兩目標所佔兩尖端間隔的倍數

例：已知兩目標與站立點間的距離為100米，測得兩目標間的間隔為距離估定器兩尖端間隔的7/10，則兩目標間間隔為：100×1/10×7/10＝7米。同樣．若兩目標間的間隔為距離信定器兩尖端間隔的1.5倍、則兩目標間的間隔為：100×1/10×1.5＝15米。

2) 已知物體的寬度或兩目標之間的間隔，求目標與所在點間的距離，可用下列公式計算：

目標與站立點間的距離＝已知目標的間隔×10

例：已知前方兩目標間的間隔為12米，正好為距離估定器兩尖端所照準，則目標點與站立點間的距離為：12×10＝120米。

3) 此外，已知目標的間隔，但在瞄準時，小於或大於距離估定器兩尖端的間隔，可用下列公式：

目標與所在點的距離＝目標的實際間隔×10/目標占距離估定器兩尖端間的間隔的倍數

註：用距離估定器測定所在地目標距離的方法是簡便的，但精度不高。

用儀器上的速度時間表，在量取里程的同時，可測定行軍所需要的時間或在規定時間內的行軍速度、其方法如下：

1、 行軍時間計算

打開儀器，使里程錶指針歸零（錶盤紅線上）。在求出到達目的地里程的同時，速度時間表便按照1: 100000比例尺里程、指出按13、15、17、19、21、23、25公里/小時（外側表，順時針讀數），及10、14、16、18、20、22、24、30公里/小時（內側表，逆時針讀數）速度行軍各所需時間．若為在l: 50000比例尺地圖上所量得里程，則用手指輕撥測輪，使里程減半，指針所指示的速度和時間即為所求。例如：在1: 50000比例圖上量得距離為40公里．若按「V20」」速度走完全程，求所需時間。首先將指針撥至1: 50000比例尺的20公里處，在V20圈內指針所指即為所求。若規定的速度為表上沒有顯示之速度，則找出有倍率關係的速度，乘以倍率求得時間，如每小時行軍速度為5公里、量得里程為30公里，求時間，便可讀：「V10」為3小時，由於「V10」是V5的2倍即將得數乘2或撥測輪使指針指示60公里處讀V10得6小時，再如「V6」時可讀「V18」，將得數乘3或撥測輪使指針指示90公里處讀「V18」得5小時，其餘類推。

注意：以上計算均未包括行軍休息，調整及道路量取時的坡度和彎曲係數等，在組織行軍時，應在表上加入有關數據。

2、 行軍速度計算

在求出到達目的地里程的同時，根據要求到達的時限，便可依速度時間計算表選擇規定時限內的適當速度（注意：若為1: 50000比例尺的里程應將規定時限加倍進行選擇）作為行軍速度。

注意：在求行軍速度時，同時相應加入有關行軍數據再進行計算。

打開儀器，使反光鏡與度盤座略成45度，側持儀器，沿照準、準星向斜面邊瞄準、並使瞄準線與斜面平行、讓測角器（見下圖）自由擺動，從反光鏡中查看測角器中央刻線在俯仰角度表上所指示的刻度分劃值，即為所求的俯仰角度（坡度）。

測角器和俯仰角度表

此功能可用於無線通訊系統中粗略測量天線下傾角。

已知目標（物體）與所在點之間的水平距離，先測定目標的俯仰角，再查高度表即可得知目標的高度。

其方法如下：

1. 由地圖上或用距離估定器，求得所在地與欲測目標（如山頂、煙囪、塔尖等）的水平距離；

2. 側持儀器、沿照準、準星向目標頂端瞄準，讓測角器自由擺動，看清測角器刻線所指示的俯仰角度值；

3. 查看高度表或用米位公式計算即得高度。例：已知測點至被測物水平距離為100米，用儀器測得俯仰角度為30°然後查高度表，查得被測物高度為57.74米。

DQY-1型指南針主要用於地質和測繪工程上，也可用於無線通訊中，主要功能是測定方位、水平、坡度（俯仰角度），其使用方法與六五式指南針類似，這裡只簡單介紹一下水準器的使用方法。

水準器的使用方法：

1、 測定方位時使用圓水準器。使指南針水平，直到圓水準器的氣泡居中，此時度盤的讀數即為測得的方位；使用圓水準器能使方位測量更準確。

2、 測量斜面坡度時使用長水準器。指南針側邊緊貼斜面放置，通過調整度盤座背面的調節器，直到長水準器的氣泡居中，此時測量的讀數即為該斜面的坡度，測量精度達到0.5度。該功能也常用於無線通訊系統中精確測量天線下傾角。

DQY-1型指南針與六五式軍用指南針相比，其主要特點是：

1、 有里程計，不能測量距離、行軍時間和速度計算；

2、 沒有距離估定器，不能估計目標概略高度和距離；

3、 沒有熒光點，不能在夜間使用；

4、 前者的反光鏡是玻璃制的，而後者的反光鏡是金屬制的；

5、 前者測角器最大能夠測量90度坡度，精度為0.5度；而後者最大測量60度，精度為1.25度；

6、 前者具有圓水準器和長水準器，而後者沒有。

首先確定扇區的朝向，然後用指南針的刻度盤上的北向對準所確定的方向，此時指北的指針所指的刻度讀數就是天線方位角。如下圖所示：

方法一：用指南針刻度盤的零度線對著天線後平面中軸線（或天線前平面的中軸線），利用天線的中軸線與指南針的照準和準星相重合，以保證指南指針垂直天線平面，指北指針的刻度讀數即為天線方向角。若在前平面則減去180度就是天線方位角。

方法二：要測量或者定位天線的方位角，可以間接測量天線後平面底線的方位角，兩者相差90度而已（這樣可以避免一些特殊情況給我們帶來的不便）。假定人正對著天線正前方，就可測量天線後平面底線左向的方位角，那麼天線方位角等於天線後平面底線的方位角加上或減去90度。

這裡以測量天線後平面底線左向的方位角為例進行說明（如下圖所示），那麼可以從指南針讀出指北度數A就是天線後平面底線左指向的方位角，天線方位角為A減去90度。將指南針的零刻度保持和天線後平面底線一致（當然也可以反向，計算公式則需要根據實際情況而定）。

其原理和使用方法詳見前面4.4小節和4.6小節中的坡度測量方法，其中，DQY-1型指南針由於具有長水準器，而且測量精度能夠達到0.5度，所以能夠較準確地測量天線下傾角。

使用指南針，可使地圖和實際地形的方位一致，探知現在你所在地和尋找的目的地的方位。

1. 使實際地形和地圖方向一致。

2. 在地圖上找出兩個個可看出的目標物。

3. 將指南針的進行線（或長邊）朝向其中的一個目標物。

4. 找到圓圈配合箭號和指針（北）相吻合。

5. 不改變圓圈的方向將其放在地圖的北方位置。

6. 指南針的長邊之尖端吻合地圖上的目標物。

7. 當圓圈的箭號和磁北線延線畫一條直線。

8. 針對另一目標依照同樣的方法進行，兩條線的交錯處即是現在所在位置。

1. 使連結現在所在位置和目的地的直線吻合指南針的進行線（長邊）。

2. 圓圈的箭號和磁北線平行（箭號在地圖的上邊部分）。

3. 將指南針從地圖上拿開，拿在身體前面。

4. 扭轉身體直到箭頭和指針重疊。

5. 再重疊進行線的方向此即等於地圖的目標方向。

在指南針的使用、存放、維護和保養過程中，需注意以下事項：

1. 使用時應盡量保持水平；

2. 金屬物品會影響指南針的判讀，所以在進行定位或判讀方向時應盡量遠離車輛、照相機或者其它金屬的物品。金屬干擾可以影響指南針的判讀從20度到60度，因此千萬要注意。磁電的區域一樣會有影響到指南針的準確性。

3. 不要離磁性物質太近；存放指南針的時候要注意存放的位置，不要放在充滿電磁效應的地方，例如不要放在音箱喇叭的上面，喇叭上方的電磁場是很強的。另外放在陽光下曝晒會減弱磁針的磁性，對指南針也是不好的。

4. 指南針的四個方向：東(E)、南(S)、西(W)、北(N)，通常被稱為方位基點。不要將磁針的S端誤作北方，造成180°的方向誤差；

5. 掌握活動地區的磁偏角進行校正。

6. 不要用測繪尺敲打物體，以免影響測量精度。

7. 反光鏡不要扭彎，以免影響瞄準和看讀度盤分劃，表面要保持光潔，不要用臟布、手去揩擦。

8. 儀器不用時應關閉，放入盒中；注意不要碰撞。

指南針刻度盤內圈是用密位表示的，了解密位的意義可能會對更好的使用指南針有所幫助。

軍事上衡量角度和方向有時候要用到密位，原華約集團國家和中國通常把採用6000密位制，美國等西方國家採用6400密位制，國民黨的「中正式」指南針也採用6400密位制。以下談的密位都採用6000密位制。

1. 密位實際上就是測量角度的單位

把一個圓周分為6000等份，那麼每個等份是一密位。密位的記法很特別，高位和低兩位之間用一條短線隔開，比如：

1密位寫作：0－01

312密位寫作：3－12

3000密位寫作：30－00

由於一個圓周（360°）等於6000密位，所以容易知道一密位等於0.06度。把密位換算為角度，簡單的乘以0.06就可以了。而把角度換算為密位，應該除以0.06或者乘以16.667。

比如：190°＝(190×16.667)≈31－67

　　　40－05＝(4005×0.06)＝240.3°

2. 用密位表示方向角

軍事上衡量方向角，以正北為0度，向東度量。用角度製表示為：

北：0°　　　東：90°　 南：180°　　　西：270°

東北：45°　東南：135°　西南：225°　 西北：315°

與此類似的，用密位的表示方向角是：

北：0－00　東：15－00　南：30－00　西：45－00

東北：7－25 東南：22－25 西南：37－25 西北：52－25

3. 1密位＝0.06度＝0.001047…弧度≈0.001弧度。

由於弧度是弧長與半徑的比值，而且在角度很小的時候，近似的有弧長≈弦長。所以，一密位可以粗略的看作1000米外，正對觀察者的1米長的物體的角度。

例如：為確定站立點位置用指南針測量遠處一座電視塔的磁方位角，已知電視塔和觀察者的距離是3400米。假設角度測量誤差為±2度，問根據測量求得的位置和實際站立點的距離誤差最大是多少？

解：2度＝2×16.667≈0－33

　　由於一密位近似於1000米處1米物體的張角，所以

　　誤差＝33×(3400/1000)＝112米

即，如果測角誤差為2度，判定站立點的誤差可達110多米。