卷十七
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新法算書卷十七 明 徐光啟等 撰渾天儀說卷二
前以天行之效?儀之理此複依天行之法晰儀之用大端以求三曜【日月星】為要領矣至分論之或依本行與黃赤二道相較彼此得經緯度或依宗動之行與地平天頂及子午等圈相較求諸曜出沒之時又或依方位地平高度彼此相較求星距太陽遠近與出沒之先後伏見之期限總于夲儀得全用焉但恒星距黃道内外甚逺不能盡載圈上又或光色微渺未足測景【以景定度測時】則自有天球之實儀在借之以資本用雖虛實兩儀大意相同而推之亦畧有異此所以并論天球也即本卷諸用尚多缺畧然欲求其難當自其易者始欲求其煩當自其簡者始則從茲而詳及之姑以俟之他篇
安儀
凢測天諸儀有黃赤道等圈必以本圈正合天上所有之圈為凖如在天有過頂者儀中相當圈宜竪立以應之有距頂向南北東西者儀中相當之圏亦宜向南北或東西地平皆與天上之圏合則日月諸星行度為儀圈所得者即天上諸曜實行之度分也今渾儀雖未盡乎測天然能以日景考查時刻并求各方北極出地之度及太陽高弧距地平等用則必一切方位與天脗合先以兩極依出地度安定徐以羅針所得正其南北又以垂線取凖地平任置防幾之上以聴次苐用焉
求北極出地度
北極高庳随地東西同南北不一此乃晝夜長短寒暑異同日月諸曜距天頂逺近之所繇也法先将本儀取凖地平考正南北随以防表于黃道上定住太陽本日躔度轉儀切子午圏正靣候太陽當正午之時視表周無景即本北極高度已定而極高之度必為子午圈自地平至極中之弧也若表尚射景漸運子午圈于架内或上或下展轉那移至表無景乃止而因以得北極出地之度
或先設象限等器于正午時測定太陽出地平髙度次于本儀黃道上查取本日太陽躔度置子午圈正靣下随運儀令自地平至躔度間子午圈之弧與前所測之度等則自北極至地平度分即本北極出地度分或不候午正即将遊表置太陽本躔度與時盤午正初刻正對子午圈後用日晷等器測定時刻以所得時轉儀令居子午圈下後視表無景【如射景将子午圏上下那移無景乃止】則子午圏自地平至極中之弧亦準可得本北極高度或以星求之即近極諸星中【因恒不沒】任測一星先于最庳處識所測高度待旋至最高處複測之所得高度加前測之度總而半之為本北極高度此常法也今不拘出沒或距極逺近之星一測其至天中之高【另用一器】即轉球【天球】令本星居子午圏下較儀上地平與前所測等則本儀北極亦自距地平為弧因得本方北極高度或依所測天中星高度即球上查其本星之赤道緯以加【距南用加】減【距北用減】于至中之高度得本赤道高因得本北極高度如測大角高七十一度球上查緯得距北二十一度宜高度内減之【因距北故】存五十度為赤道高應四十度為順天府北極出地高度
求太陽躔度
太陽依黃道右旋每日約行一度謂之躔度法先依本北極出地高令地平與子午圈如法安置候午正初刻将遊表以直角切子午圏上下試之遇表無射景乃止轉儀視黃道正居表下之度即太陽本日所躔度又一法用象限等儀測太陽距赤道度因得其距南或北随于本儀子午圏上防定作識乃令全儀運轉視黃道度正交其防即本日太陽躔度但距赤道等度與子午圏相交之防黃道可有二處必依晝漸長或短求之即得其度在冬夏至之前或後也假如崇祯七年七月初八日壬申厯局午正測得太陽高六十八度一十五分因得距赤道北一十八度一十分【北極高三十九度五十五分即赤道高五十度○五分】依之作識得大梁宮二十一度或鹑火宮九度俱與所識防相交苐此時夏至已過晝漸短即知所得必為鹑火宮度
求恒星黃道經緯度
恒星較黃道有經有緯而共以黃極為主必依黃道右行任從冬至或春分起算為之經本道南北為緯法以高弧切球上使從黃極過星所至經度即本星之黃經度所居黃道上及星間之弧即黃緯度但星距北必高弧安之黃北極星距南高弧亦安黃南極如貫索大星距黃道北以高弧從黃北極過本星視至大火宮六度有竒即貫索大星之黃經度又自黃道北至本星處約得四十四度三十分即其黃緯度也若先得星黃經緯度欲查球上星所當在之處亦用高弧依球上本星黃經度因之安高弧初度令末度至黃極中【黃極南北依星距南或北】任黃道内外順高弧數星緯度所止之防即星居球上之處假如崇祯元年測定心宿中星在黃道析木宮四度三十六分距南四度二十七分依此度分安高弧至南黃極從球上黃道數起得本距度之限即心宿中星所居之處
求太陽赤經緯
太陽依黃道行近考定冬夏二至距赤道南北最遠之處為二十三度三十一分三十秒迨二至前後每日相距不等而二道又以斜交惟分至之防彼此得同經餘俱不得合一也今求緯度法令本儀轉任取黃道若幹度正合子午圏下即于本子午圏視兩道間所容之弧得數即黃赤相距之緯也求經度亦任取春分或冬至起算視黃道度在子午圈為限順數其赤道圏之度即黃道上之赤經度若依地平求之必先安儀使兩極與本地平齊即用地平當子午圏則赤經弧必過赤極與赤道以直角相交而東西所限赤緯弧亦為本圏南北所量雖子午圏本當過極諸圈與赤道正球相交而地平與正球亦不異是故所指度分即得赤道經緯度分求恒星赤經緯
法以赤極為凖必順十二宮為經赤道南北為緯先轉其球以所求星切子午圈下後視赤道是何度分此即本星赤經度又視赤道與星在子午圏上所開之弧容何度分乃其星之赤緯度如設狼星居子午圏得本圏下赤道度自夏至起算約七度三十分即狼星赤經度分又赤道南距狼星一十六度乃即本星之赤緯度求五星赤經緯法與同但先以黃經緯防星于球上如法使高弧自黃極中至黃道本經度過星處即依高弧之黃緯防球作識後轉球令其防合子午圈亦可得赤經緯也若先算定恒星赤經緯于球上考其處即從春分依赤道順查星經度移至子午圈下乃本圈上南或北【依星距】查其緯度用防作識即其星所居之處也如崇祯元年心宿中星得赤經二百四十一度四十三分以本度分轉球至子午圏因星緯度距南二十五度三十分随以此度正對子午圏下作防必指其本星之實處求黃道毎度赤道緯
法任取黃道何度移置子午圈正靣即從黃道中線至赤道上視本圏所得若幹度為黃道度之赤道緯【南或北依所求防得所距】若從北極起算亦于子午圈從