На длинной рейке нанесены деления

пластинка обращенная к глазу имеет узкую прорезь

Впоследствии в употребление вошло астрономическое кольцо. Кольцо тоже приходилось подвешивать, но во время измерений не было надобности касаться его руками. Крошечный солнечный зайчик, проникая через отверстие на внутреннюю поверхность кольца, падал на шкалу с делениями. Но и астрономическое кольцо было примитивным прибором.

морская астролябия

Долгое время на кораблях использовали инструмент, который, несмотря на определенные недостатки, был значительно точнее астролябии и кольца. У него было несколько названий: посох Иакова, астрономический луч, стрела, золотой жезл, но больше всего он известен как градшток.

Его устройство несложно: две взаимно перпендикулярные рейки — короткая надета на длинную и может скользить вдоль нее. На длинной рейке нанесены деления на градусы.

градшток и квадрант

Для измерения высоты звезды наблюдатель располагал длинную рейку одним концом у глаза, а короткую передвигал так, чтобы она одним своим концом коснулась бы звезды, а другим — линии горизонта. Одна и та же короткая рейка не могла служить для измерения любых высот звезд, поэтому к прибору их прилагалось несколько. Результаты измерений получались неважными, так как глаз не может видеть сразу две точки, находящиеся на достаточном расстоянии друг от друга, т. е. сразу и звезду, и горизонт. Значительно точнее производились наблюдения солнца. Наблюдатель становился к нему спиной, надевал на конец длинной рейки экранчик и, двигая короткую рейку, старался отбросить тень от ее верхнего конца на этот экранчик, одновременно совмещая его с линией горизонта.

Градшток был ненадежным прибором: рейки коробились, быстро изнашивались, легко ломались. И все же он просуществовал около ста лет, пока в XVII в. известный английский мореплаватель Джон Дэвис не предложил свой квадрант. Он состоял из двух секторов с дугой в 65 и 25° с двумя подвижными диоптрами и одним неподвижным в общей вершине секторов. Диоптры — это пластинки с прорезями. Пластинка, обращенная к глазу, имеет узкую прорезь, а пластинка, обращенная к визируемому предмету, — широкую прорезь, посредине которой натянута нить. (Позже диоптры были заменены зрительной трубой.) Наблюдатель, глядя в узкую прорезь глазного диоптра, проектировал нить предметного диоптра на визируемый предмет. После этого суммировали отсчет по дугам обоих секторов.

Но и квадрант был далек от совершенства. Стоя на раскачивающейся палубе, совмещать нить, горйзонт и солнечный зайчик было нелегким делом. В спокойную погоду это удавалось, но на волнении высоты измерялись очень грубо. Если солнце светило сквозь мглу, его изображение на диоптре расплывалось, а звезды и вовсе были невидимы.

Для измерения высот был нужен прибор, который позволял бы совместить светило с линией горизонта один раз и независимо от движения корабля и положения наблюдателя.