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北極星，又稱北辰、紫微星，指的是最靠近北天極的一顆恒星，現(xiàn)階段所指的是“勾陳一”。

北極星位于地球地軸的北端，在北斗七星中的天璇與天樞連線的五倍延長(zhǎng)線上。由于地球的自轉(zhuǎn)，而北極星正好又處在天球轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，所以相對(duì)其他恒星靜止不動(dòng)。北極星距地球約434光年，直徑約為5200萬(wàn)公里。

”勾陳一”實(shí)際是由北極星Aa、北極星B以及北極星Ab三個(gè)天體組成，曾被命名為織女星，其名來(lái)自于舊石器時(shí)代晚期的弇茲氏（母系氏族部落首領(lǐng)）織麻成衣的典故，而現(xiàn)在因最靠近北天極而被稱為北極星。其中主星北極星A是一個(gè)巨大的、明亮的、年邁的黃色超巨星。北極星A質(zhì)量是太陽(yáng)的6倍，如果將它和太陽(yáng)放在一起，亮度是太陽(yáng)的2000倍。 [1] 

目錄

所處位置

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位置

     北極星是天空北部的一顆亮星，離北天極很近，差不多正對(duì)著地軸，從地球北半球上看，它的位置幾乎不變，可以靠它來(lái)辨別方向。由于地球的自轉(zhuǎn)，而北極星正好處在天球轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，所以相對(duì)其他恒星靜止不動(dòng)。

     但由于歲差，北極星并不是位置永遠(yuǎn)不變的某一顆星，到公元14000年將是織女星。每隔25800年，極星要循環(huán)一次。比如在麥哲倫航海的時(shí)代，勾陳一距離北天極有約8度的角度差，而進(jìn)入21世紀(jì)，勾陳一更靠近北天極了，角度差只有40′，天文學(xué)家根據(jù)地軸搖擺和恒星引力計(jì)算，到公元2100年，勾陳一將到達(dá)離北極點(diǎn)正上方最近的位置，它距離北天極將只有28′，然后，勾陳一就將逐漸遠(yuǎn)離北天極。

     北極星是小熊星座中最亮的一顆恒星，也就是小熊座α星。它是一顆光譜型為F型的黃巨星，距離地球約434光年，質(zhì)量約為太陽(yáng)的4倍，是離地球較遠(yuǎn)的一顆亮星，在星座圖形上，它正處于小熊的尾巴尖端。勾陳一也是一顆三合星。在北斗七星前端的天璇和天樞兩星之間連一條直線，再向天樞方向延長(zhǎng)5倍的距離，便遇到顆明亮的2等星，它就是勾陳一。這是尋找勾陳一的最簡(jiǎn)便的方法。

     北極星（勾陳一）也是一個(gè)三合星系統(tǒng)，較遠(yuǎn)的伴星（Polaris B）使用小型望遠(yuǎn)鏡就可以清楚觀測(cè)到，而較近的那顆伴星（Polaris）因距離北極星太近（視距離只有0.2"，實(shí)際距18.5 ）而且太暗而無(wú)法得見(jiàn)。直到2005年8月初才由哈勃望遠(yuǎn)鏡拍到其影像：北極星在很靠近地球北極指向的天空。因此，看起來(lái)它總在北方天空。正是因?yàn)樗幍奈恢弥匾?，才大名鼎鼎?/span>

不動(dòng)秘密

     因?yàn)榈厍蚴菄@著地軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)的，而北極星與地軸的北部延長(zhǎng)線非常接近，所以夜晚看天空北極星是幾乎不動(dòng)的，而且在頭頂偏北方向，所以才可以指示北方。

     雖然在一年四季里，由于地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，地軸傾斜的方向也發(fā)生變化，但是北極星距地球距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球公轉(zhuǎn)半徑，所以地球公轉(zhuǎn)帶來(lái)的地軸變化可以忽略不計(jì)。于是一年四季里，我們看到在天空的北極星位置好像都是在正北方不動(dòng)的，其實(shí)只是我們?nèi)庋塾^察不到細(xì)微的變化，覺(jué)得地軸一直指向于北極星。 [2] 

作用

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     北極星是古代航海、野外活動(dòng)辨認(rèn)方向的一個(gè)很重要指標(biāo)，另外也是小至觀星入門之辨認(rèn)方向星座，大至天文攝影、觀測(cè)室赤道儀的準(zhǔn)確定位等皆為十分重要的作用。由于北極星最靠近正北的方位，千百年來(lái)地球上的人們也靠它的星光來(lái)導(dǎo)航。 [3] 

     在北半球的夜空中，位于北方天空的北斗七星十分顯眼，這七顆恒星分別是大熊座的天樞（貪狼）、天璇（巨門）、天璣（祿存）、天權(quán)（文曲）、玉衡（廉貞）、開陽(yáng)（武曲）以及瑤光（破軍）。它們看起來(lái)比其他星星明亮，而且排列成勺子狀。如果沿著天璇和天樞的方向延伸大約5倍，可以找到另一顆亮星，這就是北極星。無(wú)論在什么時(shí)候觀測(cè)北斗七星和北極星，都會(huì)觀測(cè)到這樣的現(xiàn)象。在我國(guó)古代，北斗七星被用來(lái)“定四時(shí)，分寒暑”——“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬?！蓖ㄟ^(guò)北斗七星的斗柄方向變化，可以知道季節(jié)更替。

尋星方法

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      北極星位于地球地軸的北端，在北斗七星中的天璇與天樞連線的五倍延長(zhǎng)線上。可以通過(guò)先尋找北斗七星，再通過(guò)北斗七星來(lái)找到北極星。北斗七星屬大熊星座的一部分，從圖形上看，北斗七星位于大熊的背部和尾巴。這七顆星中有6顆是2等星，一顆是3等星。通過(guò)斗口的兩顆星（天樞，天璇）連線，朝斗口方向延長(zhǎng)約5倍遠(yuǎn)，就找到了北極星。

      地球繞著自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)軸的一端被定義為地理北極，另一端為南極。北極星所處的位置非常接近地球自轉(zhuǎn)軸的延伸線，所以無(wú)論地球怎么自轉(zhuǎn)，北極星也不會(huì)升起落下，而是會(huì)在北天極附近打轉(zhuǎn)。北斗七星離北天極較遠(yuǎn)一些，隨著地球的自轉(zhuǎn)，我們?cè)诘厍蛏蠒?huì)看到北斗七星沿著順時(shí)針?lè)较蚶@著北極星旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閺谋碧旆较蚩吹厍虻淖赞D(zhuǎn)是逆時(shí)針的。雖然地球會(huì)環(huán)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)還會(huì)帶著地球以每秒230公里的速度在太空中運(yùn)動(dòng)，但北斗七星和北極星在夜空中的相對(duì)位置不會(huì)發(fā)生變化，這是因?yàn)檫@些星星離地球十分遙遠(yuǎn)。北斗七星、北極星與地球的距離是日地距離的數(shù)百萬(wàn)倍至數(shù)千萬(wàn)倍，即便地球在公轉(zhuǎn)，并且在繞著銀心運(yùn)動(dòng)，但每年的位置變化非常小，人眼無(wú)法察覺(jué)出來(lái)。隨著地球的公轉(zhuǎn)，如果在每晚的同一時(shí)間觀測(cè)北斗七星，可以看到北斗七星沿著逆時(shí)針?lè)较蚶@著北極星旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閺谋碧旆较蚩吹厍颦h(huán)繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)方向是逆時(shí)針的?？傊?，北斗七星繞著北極星旋轉(zhuǎn)是由地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引起的，而不是它們之間的引力作用所致。事實(shí)上，北斗七星與北極星相距非常遙遠(yuǎn)，它們之間的引力作用弱到可以忽略不計(jì)。北極星距離地球大約433光年，天樞距離地球大約123光年，根據(jù)余弦定理可以算出北極星和天樞之間的距離約為310光年。同樣地，可以算出天權(quán)與北極星的距離為352光年，瑤光與北極星的距離為329光年。不僅如此，北斗七星之間也沒(méi)有直接聯(lián)系，它們之間的距離也是相距遙遠(yuǎn)，例如，開陽(yáng)、玉衡與地球的距離都大約為83光年，它們之間的實(shí)際距離為25光年。這些恒星之間并沒(méi)有什么直接關(guān)聯(lián)，它們只是從地球上看起來(lái)離得很近。

象征意義

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     正因?yàn)楸睒O星的位置相對(duì)穩(wěn)定，不易變化，所以給人的感覺(jué)是忠誠(chéng)，有著自己的立場(chǎng)。從人生的角度來(lái)說(shuō)，北極星有著向?qū)覀兊竭_(dá)目標(biāo)的意義，正如它可以讓我們分辨方向一樣。

     從愛(ài)情的角度來(lái)說(shuō)，北極星象征著堅(jiān)定，執(zhí)著和永遠(yuǎn)的守護(hù)。如果將它擬人化，那么它一定對(duì)離它近的那個(gè)星有承諾，不然也不會(huì)不離不棄的守護(hù)，比如月亮，雖然它們離的遠(yuǎn)，但是北極星還是守護(hù)著。所以北極星很堅(jiān)定，象征著永遠(yuǎn)不會(huì)變！

     北極星曾經(jīng)對(duì)地球說(shuō)過(guò)，如果你什么時(shí)候迷路了，就抬頭看看我，我會(huì)永遠(yuǎn)在這兒等你。于是迷路的人們都會(huì)抬頭尋找北極星。

更替

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     不同于西方以黃道坐標(biāo)為中心的天文體系，中國(guó)古代發(fā)展了 以赤道坐標(biāo)為中心的天文體系，北極星在這一體系中處于天球正北，無(wú)疑具有獨(dú)特的地位，在中國(guó)古代往往作為帝王的象征。但小熊星座α星并非自古以來(lái)就是北極星。由于地球自轉(zhuǎn)軸存在周期性的緩慢擺動(dòng)。因此，地球自轉(zhuǎn)軸北極指向的天空位置也在發(fā)生變化，北極星的“皇位”也存在輪流坐莊的可能。

      地球自轉(zhuǎn)軸北極指向的天空以每年15角秒的速度運(yùn)動(dòng)，在公元前3000年，北極星不是小熊座α星，而是天龍座α星，一顆3.7等的暗星，中國(guó)古代稱它為右樞。到公元前1000年，小熊座β星（中文名北極二）比較靠近北天極，既然全天星星圍繞它轉(zhuǎn)，古人便認(rèn)為它是天上的天子，故又起名曰帝星，又因?yàn)樗谧衔⒃闹行奈恢茫纸兴衔⑿恰?/span>

     隋唐時(shí)期，北極五（西名鹿豹座32H星）成了北極星，這顆星亮度極暗，也是人類文明歷史上到21世紀(jì)為止最暗的北極星。中國(guó)北宋初年的時(shí)候，地球北極指向的天空離北極星的小熊座α星（即勾陳一)的角距還有6度。可見(jiàn)，那時(shí)它還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能作北極星。但到了明清時(shí)期，勾陳一已經(jīng)成了名副其實(shí)的北極星。

     公元2100年前后，地球自轉(zhuǎn)軸北極指向的天空和小熊座α星之間的角距最小，僅有約28角分。以后，地球自轉(zhuǎn)軸北極指向的天空將逐漸遠(yuǎn)離小熊座α星。到公元4000年前后，仙王座γ星將成為北極星。到公元14000年前后，天琴座α星織女一將獲得北極星的美名。地球自轉(zhuǎn)軸這樣擺動(dòng)一周的時(shí)間，大約是25800年。這說(shuō)明一切事物都是在運(yùn)動(dòng)的，靜止只是暫時(shí)的，是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)變化才是永恒的。而且大約在公元28000年北天極又會(huì)重新指向小熊座α星。

     公元前20000年到公元20000年的北極星列表（這個(gè)是根據(jù)可視性（亮度）和可參考性（距離北極的位置）綜合決定的）：

伴星

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     我們一直以為勾陳一是一顆穩(wěn)定、孤獨(dú)的恒星，長(zhǎng)久以來(lái)一直指引著航海者。但是勾陳一的數(shù)量比看到的要多。實(shí)際上勾陳一是一個(gè)三合星系統(tǒng)。它的一顆子星用小望遠(yuǎn)鏡就很容易看到，另外一顆子星距離北極星非常近以至于到20世紀(jì)末期才發(fā)現(xiàn)。

     美國(guó)天文學(xué)家2006年1月9日日?qǐng)?bào)告說(shuō)，他們借助“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡首次拍攝到北極星的一顆小伴——“勾陳一AB”。這一發(fā)現(xiàn)，使得由三顆恒星組成的北極星系統(tǒng)完整地呈現(xiàn)于人們面前。

     早在200多年前，天文學(xué)家赫舍爾就已發(fā)現(xiàn)北極星有一顆亮度較大的伴星——“勾陳一B”，它與勾陳一A的平均直線距離為2400個(gè)天文單位（一個(gè)天文單位是地球到太陽(yáng)的距離，約1.5億公里）。

     半個(gè)多世紀(jì)前，天文學(xué)家從勾陳一的引力波動(dòng)上推測(cè)，它還有另一顆距離非常近的伴星，與“勾陳一B”一起構(gòu)成三恒星系統(tǒng)。但這顆伴星因?yàn)楹捅睒O星距離太近、光芒太暗而從來(lái)沒(méi)有被觀測(cè)到。

     美國(guó)哈佛－史密森尼安天體物理中心的南希·伊文斯等人，借助“哈勃”望遠(yuǎn)鏡上的先進(jìn)測(cè)繪照相機(jī)，在2006年1月首次觀測(cè)到了這顆神秘的伴星——“勾陳一AB”。他們發(fā)現(xiàn)，這顆伴星與勾陳一A的平均直線距離有18個(gè)天文單位。在地球上觀察勾陳一和“勾陳一AB”的這點(diǎn)距離，好比要從30公里外分辨出一個(gè)硬幣，只有“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡的先進(jìn)測(cè)繪照相機(jī)才能做到。

     天文學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，勾陳一是一顆內(nèi)部能量反應(yīng)活躍的超巨星，其亮度是太陽(yáng)的2000倍，而“勾陳一AB”是正趨于沉寂的矮星。因此，它的光芒總被北極星所掩蓋，成為一個(gè)“隱身伙伴”，而這次其隱身狀態(tài)被“哈勃”識(shí)破了。通過(guò)觀測(cè)伴星的運(yùn)動(dòng)，天文學(xué)家希望知道恒星的質(zhì)量及其它的軌道。對(duì)于恒星天文學(xué)家而言，測(cè)定恒星質(zhì)量是最困難的任務(wù)之一。

      天文學(xué)家希望精確知道勾陳一的質(zhì)量，因?yàn)樗蔷嚯x地球最近的造父變星。造父變星的亮度變化被用來(lái)測(cè)量星系的距離和宇宙膨脹的速率，因此搞清造父變星的物理機(jī)制和演變是至關(guān)重要的。測(cè)定它們的質(zhì)量是重要的一步。 [4] 

亮度座次

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全星空亮度排名第47。

附：星空亮度前50排行表（變星亮度以平均亮度值為準(zhǔn)。例如參宿四，它最亮的時(shí)候亮度可達(dá)夜空第六）

1.天狼星（大犬座） 2.老人星（船底座） 3.南門二（半人馬座） 4.大角星（牧夫座）

5.織女星（天琴座） 6.五車二(御夫座) 7.參宿七（獵戶座） 8.南河三（小犬座）

9.水委一（波江座） 10.參宿四（獵戶座) 11.馬腹一（半人馬座） 12.牛郎星（天鷹座）

13.畢宿五(金牛座) 14.十字架二（南十字座）15.心宿二（天蝎座) 16.角宿一（室女座）

17.北河三(雙子座) 18.北落師門（南魚座） 19.十字架三（南十字座) 20.天津四（天鵝座)

21.軒轅十四(獅子座）

22.弧矢七（大犬座） 23.北河二（雙子座） 24.十字架一（南十字座）25.尾宿八（天蝎座）

26.參宿五（獵戶座） 27.五車五（金牛座） 28.南船五（船底座） 29.參宿二（獵戶座）

30.鶴一（天鶴座） 31.玉衡星（大熊座) 32.天樞（大熊座） 33.天船三（英仙座）

34.天社一（船帆座） 35.箕宿三（人馬座） 36.弧矢一（大犬座） 37.海石一（船底座）

38.搖光（大熊座） 39.尾宿五（天蝎座） 40.五車三（御夫座） 41.三角形三（南三角座）42.井宿三（雙子座） 43.孔雀十一（孔雀座）44.軍市一（大犬座） 45.星宿一（長(zhǎng)蛇座）

46.婁宿三（白羊座) 47.北極星（小熊座） 48.斗宿四（人馬座） 49.土司空（鯨魚座）

50.參宿一（獵戶座）

相關(guān)文化

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     在中國(guó)傳統(tǒng)上，北極星有非比尋常的意義，古人將北斗和極星作為一個(gè)整體來(lái)認(rèn)識(shí)，稱為“斗極”，斗極處于星空旋轉(zhuǎn)的中心，群星繞其旋轉(zhuǎn)，好象天空的主宰，而古人以北斗斗杓周旋四指來(lái)厘定節(jié)候，北斗又成為天地秩序的制定者，春生夏長(zhǎng)秋收冬藏似乎都是隨北斗指向而來(lái)臨，北斗成為天地萬(wàn)物化生的中心。 [5] 

     北極星被認(rèn)為是帝星，稱為“天帝”。《說(shuō)卦傳》曰:“帝出乎震，齊乎巽，相見(jiàn)乎離，致役乎坤，說(shuō)言乎兌，戰(zhàn)乎乾，勞乎坎，成言乎艮。萬(wàn)物出乎震，震東方也。齊乎巽，巽東南也。齊也者，言萬(wàn)物之絜齊也。離也者，明也，萬(wàn)物皆相見(jiàn)，南方之卦也。圣人南面而聽(tīng)天下，向明而治，蓋取諸此也。坤也者，地也，萬(wàn)物皆致養(yǎng)焉，故曰致役乎坤。兌，正秋也，萬(wàn)物之所說(shuō)也，故曰說(shuō)言乎兌。戰(zhàn)乎乾，乾，西北之卦也，言陰陽(yáng)相薄也。坎者，水也，正北方之卦也，勞卦也，萬(wàn)物之所歸也，故曰勞乎坎。艮，東北之卦也，萬(wàn)物之所成終而所成始也，故曰成言乎艮?！?/span>

   《釋天》載：北極謂之北辰。

   《論語(yǔ)》載：為政以德，譬如北辰，居其所，而眾星拱之。

   《觀象》載：北極星在紫微宮中，一曰北辰，天之最尊星也。其紐星天之樞也。天運(yùn)無(wú)窮，而極星不移。故曰：“居其所而眾星拱之?！?/span>

詞條圖

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為什么北極星那么重要？

原創(chuàng)|發(fā)布：2017-03-20 22:20:24    更新：2017-03-20 22:20:24

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      即 使 是對(duì)天文學(xué)不了解的人，也知道北極星，并且很容易誤解為它是天上最亮的星星。但其實(shí)，北極星在全天亮星中的排名只在第47名，雖然身為二等星也算明亮，但并不出眾。

     即使是對(duì)天文學(xué)不了解的人，也知道北極星，并且很容易誤解為它是天上最亮的星星。但其實(shí)，北極星在全天亮星中的排名只在第47名，雖然身為二等星也算明亮，但并不出眾。

    下面我們用動(dòng)圖演示它的一個(gè)重要作用：測(cè)量緯度

     幾年前有個(gè)比較酷的電影，兩大老牌動(dòng)作影星史泰龍和施瓦辛內(nèi)格聯(lián)手打造的越獄大片《金蟬脫殼》。主角們不僅秀肌肉，而且秀智商，偶爾還賣一賣萌，讓人大呼過(guò)癮。

     劇中，史泰龍扮演一個(gè)逃獄專家，被關(guān)進(jìn)一所設(shè)在海上輪船里的監(jiān)獄。龍叔為了摸清監(jiān)獄所在位置，偷偷摸摸做了一副“六分儀”，串通獄友設(shè)法到甲板上測(cè)量了北極星的高度角，從而得到了所在的緯度。

     另一個(gè)日本所出可能比較小眾的電影的《天地明察》里，主角安井算哲，因在御城棋中下棋失敗，被罰去日本各地測(cè)量北極星的高度，也提到了這一點(diǎn)。

     （順帶八一句，這位算哲老師也是有名的數(shù)學(xué)家，經(jīng)過(guò)精細(xì)計(jì)算認(rèn)為圍棋的第一手下在天元位置必勝，大約可算最早想通過(guò)研究算法來(lái)揭示圍棋奧秘的先行者了，但是后來(lái)輸給了號(hào)稱有“十三段棋力”的第四世本因坊道策。不知道現(xiàn)在的AlphaGo如果穿越回去遇上道策能不能取勝。）

     接著說(shuō)北極星：我們站在地面上（或者在海平面上），極目向四周眺望，如果沒(méi)有什么遮擋，會(huì)覺(jué)得地面和海面無(wú)限向遠(yuǎn)處延伸，形成了所謂的地平線或者海平面。

     但其實(shí)我們腳下的大地是個(gè)球體，我們所認(rèn)為的地平面或者海平面，只是假想出來(lái)的一個(gè)平面，它與地球的大圓相切。我們站著這個(gè)平面上與它垂直，并一直指向地球的球心。

     我們測(cè)量北極星的高度角，也就是它與地面的夾角，其數(shù)值就正好等于：我們所在的位置到地心的連線與赤道面的夾角。而后者即是地球緯度的定義。

     如圖，隨著觀測(cè)者從赤道走向北極，所處位置測(cè)量的北極星與地平面夾角θ1逐步增大，而與地心連線和赤道的夾角θ2保持一致。

     在古代的跨洋航海中，由于遠(yuǎn)離陸地，找不到山川島嶼作為定位標(biāo)記。航海家就可以通過(guò)測(cè)量北極星高度的方位來(lái)確定航線。

     比如（粗略地說(shuō)）拿到的航海圖顯示北緯35度有個(gè)小島，可以補(bǔ)充淡水。那么利用測(cè)量工具使得北極星保持在35度的高度，往前一直開就能到達(dá)。當(dāng)然，海盜們也會(huì)用這招，他們知道航船不敢隨便偏離航線哪怕1度（誤差上百公里可能錯(cuò)過(guò)小島），就會(huì)埋伏在固定緯度線上，進(jìn)行攔路打劫。

     繼續(xù)看《金蟬脫殼》里的劇情，龍叔拿到獄友測(cè)量的緯度之后，施叔向他提了個(gè)問(wèn)題，他們的問(wèn)答卻引出了一個(gè)重大bug：

    問(wèn)題出在哪兒呢？我們下回再說(shuō)。

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       附：其實(shí)電影中測(cè)量緯度這段劇情也有bug，龍叔自己都說(shuō)要測(cè)量海平面與北極星的夾角。而劇情里他串通的那個(gè)獄友卻是趴在一個(gè)凹坑里測(cè)的，只能看到北極星，而看不到海平面。編劇導(dǎo)演為了擺酷而引入的六分儀，完全是個(gè)敗筆。

       另外順帶吐槽一下央視9套所推的紀(jì)錄片《地圖傳奇》，里面也提到了鄭和下西洋采用過(guò)洋牽星術(shù)測(cè)量北極星高度來(lái)確定緯度：

     然而！在對(duì)北極星進(jìn)行展示的時(shí)候卻不知道指向了個(gè)什么鬼——

      要找北極星可以利用圖中的北斗七星，但不是它的第一顆星，而是根據(jù)勺口的兩顆星延長(zhǎng)出5倍距離所指的才是北極星。

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