《龙涎屿往锡兰山过洋牵星图》:用东南西北远近四面星、灯笼骨星、北辰星、北斗星定位;
《忽鲁谟斯国回古里国过洋牵星图》:用北辰星、织女星、灯笼骨星、南门双星、西南布司星、西北布司星定位。
这四幅过洋牵星图,也是中国最早、最具体、最完备的关于牵星术的记载。
用最后一幅“忽鲁谟斯国回古里国过洋牵星图”来举例说明:“忽鲁谟斯回来沙姑马开洋,看北辰星十一指(水平线上17度36分),看东边织女星七指为母(水平线上11度12分),看西南布司星八指平(水平线上12度48分)。
丁得把昔看北辰星七指(水平线上11度12分),看东边织女星七指为母(水平线上11度12分),看西北布司星八指(水平线上12度48分),沙姑马开洋看北辰星十一指平水(17度36分),丁得把昔过洋看北辰星七指平水(水平线上11度12分)。”
可以说,郑和为了能在下西洋的时候确定船队具体方位,“过洋牵星”通常会同时并用南北或东西两星,进行互相核对。
而最常用的就是通过测定北辰星(即北极星,古名勾陈一,星座名为小熊座α星)等星辰在某地方的海平面高度为多少多少指,来确定在南北方向上的相对方位。
“牵星术”用到的工具也很简单,通常就是一面由优质乌木制成的“牵星板”,原理差不多等同于现在的六分仪。
牵星板共有十二块正方形乌木板,最大的一块每边长约二十四厘米,以下每块递减两厘米,最小的一块每边长约两厘米。
另有用象牙制成一小方块,四角缺刻,缺刻四边的长度分别是上面所举最小一块边长的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。
当有人需要利用牵星术进行观测时,就会用一条绳贯穿在木板的中心,而后一手持板,手臂向前伸直,另一手则持住绳端置于眼前。
此时,眼看方板上下边缘,将下边缘与水平线取平,上边缘与被测的星体重合(通常为北辰星),然后根据所用之板属于几指,便能得出星辰高度的指数(北辰星距水平线的高度)。
如果高低不同,也可以用十二块木板和象牙块四缺刻替换调整使用。
算出来北辰星高度以后,就可以计算出所在地的地理纬度。
可以说,郑和下西洋所采用的“过洋牵星术”,在当时的全世界范围内都算是领先技术,所应用的指南针更是被阿拉伯商人买去使用。
但“过洋牵星术”也有一个致命缺点,那就是它只能测出地理纬度,不能测量经度……