光的反射角等于入射角。事实上，航海六分仪也可以测量任何两个物体之间的角度。这一原理较早由牛顿(以及更早的胡克)提出;而固定式大六分仪很早就由主要天文台出于天体测量目的而建造(如蒂乔在文岛建造的限时器、格林威治天文台大六分仪等)。
用于导航的六分仪在扇形框架的背面装有一个手柄，用于固定。机架配有一个可移动臂，活动臂的上面部分是分度镜;(面对望远镜的人)，地平镜还配备了一个过滤器，用于测量明亮的天体，如太阳。
在测量天体的水平高度时，观测者手持六分仪，保持望远镜管水平，通过望远镜的水平镜观察被测天体反射形成的图像;同时，调整活动臂，使星象落在望远镜上，看到地平线，这就是为什么水平镜需要由半反射玻璃制成的原因。
当天体的图像与地平线重合时，天体的高度等于地平线反射镜和折射率反射镜之间角度的两倍，几何光学中的反射定律很容易证明这一点。为了提高读数的准确性，实际航海六分仪的活动臂通常配有一个鼓和一个游标尺。它的精度相对较高，可达10弧秒，重量轻，使用方便，因此它可以迅速取代以前复杂的等高仪，成为测量海洋地理坐标的锐利工具。
