一种圆锥体立体公转轨道日晷直观赤纬仪的制作方法

本发明涉及一种测量仪器，特别涉及一种圆锥体立体公转轨道日晷直观赤纬仪。

背景技术：

1、人类对宇宙星球的观测探索好奇心，从古到今前仆后继始终没有停止过，至今人类对真实宇宙的理解和认知，仍然是在微不足道的最微观阶段，前人所得的既定结论往往会被后人的探测结果有所更新变化。

2、欧洲人的“地心说”又名天动说，公元2世纪时它被体系化，从13世纪到17世纪左右，“地心说”一直是欧洲公认的立体宇宙世界观，这标志着欧洲人对宇宙的认知。“地心说”是欧洲人在地球上观测到的行星体系的自然现象，可以说地球是所观测到的宇宙中心，“地心说”运用数学计算行星的“运行轨道”，设计出了欧洲人的行星轨道模型，按照这个模型能够对行星的运动进行定量计算，推测行星所在的位置，可以预测天象，在生产实践中起到了一定的积极作用，其历史功绩是不应该被抹杀的。

3、到了16世纪，欧洲人哥白尼提出了“日心说”宇宙观，逐渐替代了“地心说”宇宙观。“日心说”是换位思维，假设人类在太阳上观测宇宙，太阳是所观测到的宇宙中心，在静止的太阳中心看，地球从天空中的某一点出发，一个周期又回到了此点，视为地球的公转轨道。“地心说”和“日心说”是相对统一的，观测的参照物不同而已，不存在孰是孰非的议题。

4、近代西方人认为，地球的公转方向和自转方向一致，都是自西向东环绕太阳公转，地球在其公转轨道上的每一点都在相同的平面上，地球轨道平面在天球上表现为黄道面，同太阳周年视运动路线所在的平面在同一个平面上，这个平面就是地球轨道平面，地球自转轴和黄道平面存在一个66°34′的夹角，互补角就是黄赤交角23°26′，这是地球产生周期性四季变化的原因。地球轨道是椭圆形，随着地球的绕日公转，日地之间的距离就不断变化，地球轨道的半长轴为149600000千米，半短轴为149580000千米，约1.5亿千米。月球在围绕地球公转的同时又环绕太阳公转。地球公转的恒星年是恒星周期，从太阳中心上看，地球中心以恒星为背景的某一点出发，环绕太阳运行一周，然后回到天空中的同一点，恒星年是地球公转360°的周期，一年的周期时间是365.2564日，即365日6小时9分10秒。但是近代西方人忽略了太阳公转轨道南北回归的自然现象，所谓的地球公转方向和自转方向一致，都是自西向东环绕太阳公转，地球在其公转轨道上的每一点都在相同的平面上的假设，至今人们仍然对此争论不休。

5、1，按照现代的“日心说”，地球在其公转轨道上自西向东环绕太阳运行一周的每一点都在相同的平面上的假设，也就是说，地球公转轨道上的每天正午的太阳赤纬高度始终都应该在自西向东的相同平面上，地球公转轨道只能是东西回归，而不可能形成一年四季不断变化的南北回归自然现象。即便是人为假设地球自转轴倾斜66°34′，地球自转的东西方向与公转方向就会形成同样一个66°34′的夹角，而不能是地球的公转方向和自转方向一致都是东西方向。所谓地球的公转方向和自转方向一致，都是自西向东环绕太阳公转的假设却不能自圆其说，假设地球自转轴倾斜的公转轨道，同样不能形成一年四季不断变化南北回归的自然现象。

6、2、按照现代的“日心说”平面宇宙1.5亿千米的日地距离计算，地球公转速度是每秒约30千米；按照月地距离384400千米计算，月球的公转速度是每秒约1.023千米，月球公转速度只有地球公转速度的三十分之一，低速公转的月球无论如何都追赶不上超高速公转的地球，根本不可能再环绕超高速公转的地球进行公转。

7、3、经线是地球表面连接南北两极且垂直于赤道的弧线，世界各地每天正午的垂直旗杆的日影，无论一年四季的日影长短如何变化，垂直旗杆正午的日影都是正南正北方向，与当地的子午线(经线)完全一致。这一现象足以说明，地球的自转轴一年四季始终南北上下垂直相对太阳，不存在地球自转轴倾斜的夹角。

8、大约14世纪初，南美洲西北部的厄瓜多尔首都基多城的人们发现，基多城附近是太阳一年两次来往于南北半球所经过的地方，他们称这里是太阳之路。1744年厄瓜多尔等多个国家的天文科学家证实了这一事实，之后当地人就在基多市郊外修建了一座赤道纪念碑，碑高10米，碑身四面刻有表示东、南、西、北四个方向的字样，碑顶放着一个石刻地球仪，地球仪中间的东西方向有一条标志赤道位置的白线，一直延伸到碑底的石阶上，这就是人们首次认可的赤道线，赤道线是南半球和北半球的分界线，把地球分为南北两半球，以北是北半球，以南是南半球。南美洲厄瓜多尔赤道纪念碑，是太阳相对地球南北回归公转轨道的标志，不存在地球自转轴倾斜66°34′的夹角，但没有引起西方欧洲天文科学界对太阳立体公转轨道的重视。

9、天文历算之学是中国古代数学的重要组成部分，有专人执掌，父子世代相传为业，称为“畴人”，亦指精通天文历算的职业学者。中国最古老的数学著作《周髀算经》，讲述了公元前1000年西周时期的“畴人”，如何运用立竿见影的圭表和勾股定理来进行天文计算的事实。中国人在公元前的古代就已经利用立竿见影的圭表发现太阳南北回归立体公转的自然现象，对太阳南北回归的现象非常重视。

10、中国古老宇宙观认为：混沌三维立体宇宙物质是一个阴阳平衡体，阴阳互补促成宇宙物质相对运动，宇宙万物皆是以阴阳为基本元素的统一体，阴阳对立统一，相互旋转回归运动的疑聚，推动宇宙的起源和发展变化，从无到有循环旋转形成银河系和宇宙中其它众多的星系，与西方人假设的“宇宙起源于大爆炸”的理论截然相反。并用“阴阳太极图”记载流传至今，以此建立了中国的二十四节气阴阳历法，其中既含太阳相对地球公转的一种圆锥体立体公转轨道的阳历“地心说”，也含地球、月球相对太阳公转的一种圆锥体立体公转轨道的阴历“日心说”，几千年来一直是东方中国人的宇宙观，一直延续至今。

11、中国是最早在地球表面采用圭表观测日影，创造发明了人类最古老完整深奥的天文历算之学和观测星象文化，发现太阳在其轨道上的南北回归，确定一年当中太阳在天球上的二十四节气南北回归路径，根据正式成书文字记载的文献记述，二十四节气出现在西汉初年的《淮南子·天文训》中，中原地区在商朝时期出现了仲春、仲夏、仲秋和仲冬四个节气名称，周朝时期出现了八个节气名称。西汉汉武帝太初元年，即公元前104年，制订了《太初历》，用“天干地支”作为二十四节气中天文历算之学的数学重要部分。二十四节气将春分日作为起点，与下一个春分日之间作为太阳一年周期的南北回归公转轨道，等分为24份，每一份为一个节气。春分日的太阳开始北上至夏至日，夏至日的太阳在23.43°的北回归线开始回归南下至秋分日，秋分日的太阳南下至冬至日，冬至日的太阳在23.43°的南回归线开始回归北上至春分日，确定太阳相对地球南北回归公转的一种圆锥体立体公转轨道的阳历“地心说”和地球相对太阳南北回归公转的一种圆锥体立体公转轨道的阴历“日心说”。

12、“子午线”是中国古代的最早发明，是天干十二时辰的天文历算之学的数学重要组成部分，“子”是指夜里的子时，“午”是指白天正午的午时，在当时的“子午线”是指地球表面夜里的子时经南极到白天正午的午时，再经北极到夜里的子时的地球表面圆周线，标志地球南北方向的一条周长线；同时也指地球自转一周十二时辰的东西方向的赤道周长线。

13、到了唐代，唐玄宗请僧一行进京主持修订新历法，僧一行(公元683-727年)，本姓张，名遂，魏州昌乐(今河南省南乐县福坎)人，对天文历法的造诣很深。开元十二年(公元724年)，僧一行组织了一次大规模的地球子午线长度的测量活动，测量地点达12处，以今河南省为中心，北起铁勒(今内蒙古自治区以北)，南达林邑(今越南中部)，测量范围之大前所未有，是中国以及世界最早发起测量子午线长度的活动。中国古代运用“天干地支”天文历算之学计算太阳运行的公转轨道，一个南北回归年的周期是365.2422天，也是地球南北回归公转360°的实际周期时间，被现代天文科学公认为是地球一个南北回归年周期的准确时间，其在准确预测天象、天文历算、农业生产、军事实践中一直起到实用的积极作用，这其中蕴含了中华民族悠久的文化内涵和历史积淀。

14、随着现代世界天文科学的发展，国际天文科学组织将厄瓜多的赤道线作为划分地球纬度的基准线，赤道线的纬度为零度，将南半球的纬度划分为南纬0-90°，南回归线是南纬23.43°，也是太阳回归北上的起点，南极圈是南纬66.57°，南极圈的地球自转轴中心是南纬90°；将北半球的纬度划分为北纬0-90°，北回归线是北纬23.43°，也是太阳回归南下的起点，北极圈是北纬66.57°，北极圈的地球自转轴中心是北纬90°，赤道线是地球上最长的纬线，也是太阳赤纬高度的0°基准线。又将地球表面垂直于赤道线的弧线作为地球的经线，经线也就是子午线，两条相对的经线，形成一个经线圈，经线圈都是以地球中心为圆心的大圆，并且交于地球两极，经线指示正南正北方向，所有经线的长度都大致相等。可以确认，地球的自转方向是东西方向，太阳相对地球南北回归公转轨道是一种圆锥体立体公转轨道的阳历“地心说”，地球相对太阳南北回归公转轨道是一种圆锥体立体公转轨道的阴历“日心说”。

15、1884年10月13日，国际子午线会议通过决议案，将经过英国伦敦东南格林尼治天文台子午环中心的子午线作为本初子午线，世界日以本初子午线的零时为起点，民用日也从子夜零时开始，计算地理的起点和世界标准“时区”的起点。经度值自本初子午线开始，分别向东、西计量各自是0-180°或各自是0-12时。本初子午线以东为东经，以西为西经，全球经度测量均以本初子午线与赤道的交点作为经度原点，当地的子午线与经线一致，指示南北方向，是地球表面连接南北两极且垂直于赤道的弧线，所有经线的长度都大致相等。

16、1976年的第16届国际天文联合会上通过决议：决定将2000年的北回归线地理位置定为23度26分21.448秒，即23.439°。

17、种种迹象和自然现象表明，在地球上观测的太阳公转轨道的轨迹是南北回归的一种圆锥体立体公转轨道，而不是东西方向的平面公转轨道，太阳公转轨道从春分日开始北上至夏至日，在夏至日回归南下至秋分日，从秋分日继续南下至冬至日，在冬至日回归北上至春分日，形成一年太阳南北回归的一种圆锥体立体公转轨道，一个南北回归年周期的时间为365.2422日，太阳相对地球在宇宙空间形成一种圆锥体立体公转轨道的阳历“地心说”，地球相对太阳在宇宙空间形成一种圆锥体立体公转轨道的阴历“日心说”。

18、日晷和圭表是中国古代以日影测时的计时仪器，日晷由铜制的指针和石制的圆盘组成，铜制的指针叫做晷针，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿见影的作用，晷针又叫表，石制的圆盘叫做晷面。日晷和圭表的计时仪器，被后来机械计时的钟表所替代，人们已经逐渐将日晷和圭表遗忘，现代的电子计时又逐渐替代机械计时。但在现代天文科学的宇宙探测中，日晷和圭表的观测科学原理仍然起着十分重要的宇宙观测科学价值。

19、本发明的目的是提供一种圆锥体立体公转轨道日晷直观赤纬仪，直接观测太阳、地球、月球的公转轨道，地球自转轴相对太阳始终南北上下垂直于宇宙空间，太阳相对地球形成一种圆锥体立体公转轨道的阳历“地心说”，地球相对太阳形成一种圆锥体立体公转轨道的阴历“日心说”，在地球表面形成春夏秋冬一年四季回归的自然现象。用月地距离384400千米作为天文单位计算日地距离是5065300千米，约0.05亿千米，地球公转速度每秒0.406861千米，月球公转速度每秒1.02322千米，只有月球公转速度大于地球公转速度时，才能形成月球环绕地球相对太阳公转等自然现象。用现代科学宇宙观，指导人类重新认识宇宙，促进天文科学的进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的是这样实现的，一种圆锥体立体公转轨道日晷直观赤纬仪，包括晷面(2)，其特征是：晷面(2)上设太阳(1)、一种圆锥体立体轨道(4)、地球(6)、圆刻度线(15)，圆刻度线(15)上设二十四节气每天的刻度线，冬至日(12)至夏至日(16)之间的南北方向设太阳(1)赤纬高度刻度线(13)，刻度线(13)东西方向与圆刻度线(15)的交点，是二十四节气每天正午直观的太阳(1)赤纬高度，春分日(3)、秋分日(14)当天正午直观的太阳(1)赤纬高度与赤道线(9)的纬度一致，夏至日(16)当天正午直观的太阳(1)赤纬高度与北回归线(8)的纬度一致，冬至日(12)当天正午直观的太阳(1)赤纬高度与南回归线(10)的纬度一致，地球自转轴(5)相对太阳(1)始终南北上下垂直在宇宙空间，太阳(1)相对地球(6)在宇宙空间形成一种圆锥体立体公转轨道(4)的阳历，地球(6)相对太阳(1)在宇宙空间形成一种圆锥体立体公转轨道(4)的阴历。

2、晷面(2)的上方设晷针(18)，晷针(18)中心线与晷面(2)的春分日(3)至秋分日(14)东西方向之间的赤道线(9)中心上下平行一致，晷针(18)设在晷杆(17)上，晷面(2)下设晷座(19)，晷面(2)与晷座(19)底面南北方向的角度(21)与安装使用地的地平线纬度一致，赤道日晷的晷面(2)与晷座(19)的底面平行。