明朝沒有衛星導航技術,鄭和是怎麼實現萬裡遠洋航行的?

2020-12-06 文史群英會

鄭和是我國古代最為傑出的航海家,他七下西洋,浮舟數十萬裡,傳播了中華文明,促進了中外經濟文化交流和經貿往來,書寫了人類航海史上的輝煌壯舉。

今天人們出行,無論是開車還是其他交通工具,往往藉助衛星定位導航軟體。但是在沒有衛星定位技術,望遠鏡尚未發明的明朝初期,面對波濤洶湧的茫茫大海,鄭和是怎樣完成遠洋航行的呢?

這裡就不得不提到我國古代版的GPS定位技術---牽星術。這門技術起源於元明時期,牽星的工具叫牽星板,可算是我國航海天文儀器的先聲。它可以用來測定船舶在海中的方位,從而來指引船舶航行,不至於迷失方向。

牽星板的形狀大致如下:用十二塊方的木板,最大一塊每邊長約24釐米,叫十二指。其次是約22釐米,叫十一指。這樣每塊遞減2釐米,到最小的一塊每邊長約2釐米,叫一指(「指」是我國古代測量天體高度的度量單位)。木板的中心穿一根繩子,這繩子的長度約72釐米,也就是左手執板,左臂伸直,板到眼睛的距離。使用時先選擇一塊板,用左手拿著,右手牽著繩子拉直。

如果木板的上邊緣是北極星,下邊緣是水平線,這時所用木板的指數就是所在地北極星距水平的高度。如果使用熟練的話,也可以只執木板觀看,而不必用手拉繩子。此外,還有象牙板一塊。此板四角皆缺,依其缺塊大小分為三角、半指(二角)、角、半角。由此可見一指等於四角。不同的地區對應不同的天體高度,這樣,在寶船航行的途中不時地測量天體的高度,他們就可以知道船舶的具體位置(緯度)。

這種測量方法與現代用望遠鏡對準北極星,那麼望遠鏡對水平方向傾斜的角度就是該地的地理緯度的原理相同。此外,鄭和的船隊不僅依靠測量天體的高度來航行,還把測量出的天體高度跟羅盤指向結合起來。這就使得船隊在汪洋大海上對自己所處的位置無比清晰,從而更有把握地駛向目的地。

不得不說,牽星術的出現在當時有著劃時代的意義,它精準高效,使得船舶無需再藉助天上的星星來辨別方位。如果當時鄭和依靠牽星術實現環球航行,也是輕而易舉的事情。遺憾的是,這個稱號最終落在了百年後的麥哲倫頭上!

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    而在接下來的麥哲倫航行中,他曾橫穿海峽,當時麥哲倫等人並不知此地是何處,但在航行過程中,面對變幻莫測的峽道,曾無數次感嘆大自然的巧奪天工。並且將海峽南邊這一塊陸地稱作:『火地』。所以麥哲倫是否在那時便已知道,除了亞非歐三大陸還另有其他地區存在吧。
  • 從季風航海的角度,看鄭和船隊下西洋的航線、行程安排是否合理?
    鄭和船隊系由木帆船組成,海上航行全靠風力驅駛。每次出航成功與否,很大程度上取決於船員對風向和風力的掌握。船員對沿途所經地區的季風變化規律,必須有非常準確的了解,這是遠洋航行成功的必要保證。今天,我們將從季風航海的角度,看鄭和船隊下西洋的航線和行程是否合理?
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    同時,北鬥也是世界上唯一擁有三種完全不同軌道的導航星座:中圓軌道衛星,靜止軌道衛星和傾斜同步軌道衛星。後兩者著重覆蓋亞太地區,進一步提高相應導航定位與授時服務。1.民用高精度定位和導航服務,這是北鬥業務的核心。對於普通用戶設備,例如手機、共享單車、汽車導航等,可以輕易實現米級定位精度。當定位信息上傳至共享平臺時,用戶可以在駕駛時獲得實時路況,進行最優路徑規劃。享受快遞服務時,也能實時跟蹤包裹貨物動態。將會改變人類出行前景的自動駕駛技術,其中一個重要技術也是衛星定位和基於差分的加強服務。
  • 宣講家文稿:北鬥衛星導航系統的發展與突破
    我們將從歷史背景、發展歷程、技術突破、應用推廣、未來發展等方面出發,詳細介紹北鬥衛星導航系統背後的故事。P是定位、N是導航、T是授時,也就是說,PNT就是我們平常所說的定位導航授時。PNT的發展史的第一階段是人類遷徙、狩獵、農耕的階段,採用目測自然現象來進行定位;發展到遠洋航海的階段,我們有了羅盤和航海鍾;擴大到航空、遠程陸路的階段,我們有無線電和雷達;隨著1957年人類的第一顆人造衛星上天,我們的活動空間又擴展到了近地空間,產生了以衛星導航系統為核心的定位手段。
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