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　　北航畢業(yè)論文范文篇一

　　天文學(xué)在航海上的應(yīng)用

　　航海是人類在海上航行，跨越海洋，由一方陸地去到另一方陸地的活動。 在從前是一種冒險行為，因為人類的地理知識有限，彼岸是不可知的世界。

　　人類在新石器時代晚期就已有航海活動。當(dāng)時中國大陸制造的一些物品在臺灣島、大洋洲，以至厄瓜多爾等地均有發(fā)現(xiàn)。公元前4世紀(jì)希臘航海家皮忒阿斯就駕駛舟船從今馬賽出發(fā)，由海上到達(dá)易北河口，成為西方最早的海上遠(yuǎn)航。公元前 490年，在波斯與希臘的海戰(zhàn)中，希臘就曾以上百英尺長的戰(zhàn)艦參戰(zhàn)。中國漢代已遠(yuǎn)航至印度，把當(dāng)時羅馬帝國與中國聯(lián)系起來。唐代為擴(kuò)大海外貿(mào)易，開辟了海上絲綢之路，船舶遠(yuǎn)航到亞丁灣附近。在當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)條件下，航海是靠山形水勢及地物為導(dǎo)航標(biāo)志，屬地文航海;而以星辰日月為引航標(biāo)志的，則屬天文航海技術(shù)之一種。

　　1.我國航海的歷史發(fā)展

　　殷商與西周時期，人們除了會制造船舶之外，已能制成帆而利用風(fēng)力航行。甲骨文用“凡”代替“帆”，說明殷人行船已經(jīng)使用帆，不過，這時的帆一般主要用在陸地江河航行中。而隨著春秋戰(zhàn)國時期各國的海上活動興起，人們航海的地理知識逐漸增加，將中國東部外測的不同水劃成“北海”(今渤海)、“東海”(今黃海)、“南海”(今東海)。人們已了解到“百川歸海”并開始在沿海巡航。同時，人們在江河和航海過程中，逐漸認(rèn)識了風(fēng)，并利用風(fēng)和帆航行。

　　值得一提的是，春秋戰(zhàn)國時期，海上導(dǎo)航技術(shù)已與天文學(xué)聯(lián)系起來。戰(zhàn)國時期人們已經(jīng)對二十八星宿和一些恒星進(jìn)行了定量觀測，并取得了可喜成果，并把海上航行與天文學(xué)相結(jié)合，利用北極星為航行定向。戰(zhàn)國時期，磁石“司南”已發(fā)明。但其用途主要用于陸上定位。春秋戰(zhàn)國時期主要以太陽和北極星為海上導(dǎo)航標(biāo)志。

　　三國兩晉南北朝時期造船業(yè)發(fā)展的同時，航海知識與技術(shù)得到了進(jìn)一步的充實和提高。這一時期航海技術(shù)有所進(jìn)步，還表現(xiàn)在人們已對航行所經(jīng)海區(qū)的海岸地形有了初步了解，如對今南海的珊瑚已有所認(rèn)識，同時天文導(dǎo)航技術(shù)也已采用。

　　隋唐五代時期航海技術(shù)趨于成熟，人們已能熟練運(yùn)用季風(fēng)航行，天文、地理導(dǎo)航水平都有明顯提高，對潮汐也能進(jìn)一步正確解釋。

　　唐代，人們已能認(rèn)識到北起日本海，南至南海的風(fēng)有規(guī)律地到來和結(jié)束，這種與航行有關(guān)的季風(fēng)成為“信風(fēng)”。義凈正是借著對南海季風(fēng)、北印度洋及孟加拉灣的季風(fēng)和洋流規(guī)律的認(rèn)識和利用而乘船到達(dá)東南亞室利佛逝國而還歸中國的。同時唐代人對海洋氣象有了進(jìn)一步認(rèn)識，已能利用赤云，暈虹等來預(yù)測臺風(fēng)。

　　唐代天文定位術(shù)的發(fā)展，集中體現(xiàn)在利用仰測兩地北極星的高度來確定南北距離變化的大地測量術(shù)。開元年間天文學(xué)家憎一行已可以利用“復(fù)矩”儀器來測量北極星距離地面的高度，雖與實際數(shù)字有一定的差距，但這是世界首次對子午線的實測，而且這種測量術(shù)很可能已經(jīng)在航行中使用。唐代航行者已掌握利用北極星的高度而進(jìn)行定位導(dǎo)航。

　　兩宋時期航海技術(shù)的提高,最突出的是指南針的廣泛應(yīng)用。宋以前的航海指引，一般是憑天象、天體識別方向，夜以星星指路，日倚太陽辨向，至北宋時期，航海技術(shù)開始了重大的突破，已能利用指南針航行。而指南針的應(yīng)用，在南宋時期發(fā)展成羅盤形構(gòu)，隨著精確度不斷提高，應(yīng)用越來越廣泛，海上航行已逐步依靠指南針指示方向，比北宋時期更為進(jìn)步。

　　元代指南針的應(yīng)用更為普遍，也更為精確，已成為海舶必備的航海工具。

　　明朝的航海技術(shù)主要表現(xiàn)在對海洋綜合知識的運(yùn)用以及航行技術(shù)方面有較大的提高與進(jìn)步。

　　明代指南針的應(yīng)用更為普及與精確。牽星術(shù)來確定船舶的航行位置。牽星術(shù)，乃是當(dāng)時一種利用天文狀況進(jìn)行測位的航海技術(shù)。即在船上利用牽星板來觀察某一星辰的高度，借以確定船只所在的地理位置。特別是在深海中，地形水勢難以提供有效的識別，無所憑依，往往以天象來確定航位。《鄭和航海圖》中就附有《過洋牽星圖》，記錄在印度洋地區(qū)的牽星航海。

　　清朝前中期的航海技術(shù)雖然沒有很大創(chuàng)新，基本上繼承前人的傳統(tǒng)方式。但也有一定程度的發(fā)展。指南針的應(yīng)用，普遍使用三針法，對航海天象觀察、航海地形水勢都有系統(tǒng)的掌握。

　　“中國洋艘，不比西洋呷板，用混天儀、量天尺，較日所出，刻量時辰，離水分度，即知為某處。”相形之下，中國的航海技術(shù)已開始落后于西方。

　　2.過洋牽星技術(shù)的內(nèi)容與使用方法

　　中國古代航海所用的天文觀察導(dǎo)航技術(shù)。是指用牽星板測量所在地的星辰高度，然后計算出該處的地理緯度，以此測定船只的具體航向。牽星術(shù)的主要工具是牽星板。牽星板是測量星體距水平線高度的儀器，其原理相當(dāng)于當(dāng)今的六分儀。通過牽星板測量星體高度，可以找到船舶在海上的位置。牽星板共有大小十二塊正方形木板，以一條繩貫穿在木板的中心，觀察者一手持板，手臂向前伸直，另一手持住繩端置于眼前。此時，眼看方板上下邊緣，將下邊緣與水平線取平，上邊緣與被測的星體重合，然后根據(jù)所用之板屬于幾指，便得出星辰高度的指數(shù)。明代過洋牽星術(shù)常用的星座包括北辰星、織女星、布司星、水平星、北斗星、華蓋星、燈籠骨星等。

　　3.天文學(xué)概況

　　天文學(xué)所研究的對象涉及宇宙空間中的各種物體，大到月球、太陽、行星、恒星、銀河系、河外星系以至整個宇宙，小到小行星、流星體以至分布在廣袤宇宙空間中的大大小小塵埃粒子。天文學(xué)家把所有這些物體統(tǒng)稱為天體。地球也是一個天體，不過天文學(xué)只研究地球的總體性質(zhì)而一般不討論它的細(xì)節(jié)。另外，人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間站等人造飛行器的運(yùn)動性質(zhì)也屬于天文學(xué)的研究范圍，可以稱之為人造天體。

　　宇宙中的天體由近及遠(yuǎn)可分為幾個層次：(1)太陽系天體：包括太陽、行星(包括地球)、行星的衛(wèi)星(包括月球)、小行星、彗星、流星體及行星際介質(zhì)等。(2)銀河系中的各類恒星和恒星集團(tuán)：包括變星、雙星、聚星、星團(tuán)、星云和星際介質(zhì)。(3)河外星系，簡稱星系，指位于我們銀河系之外、與我們銀河系相似的龐大的恒星系統(tǒng)，以及由星系組成的更大的天體集團(tuán)，如雙星系、多重星系、星系團(tuán)、超星系團(tuán)等。此外還有分布在星系與星系之間的星系際介質(zhì)。

　　天文學(xué)還從總體上探索目前我們所觀測到的整個宇宙的起源、結(jié)構(gòu)、演化和未來的結(jié)局，這是天文學(xué)的一門分支學(xué)科——宇宙學(xué)的研究內(nèi)容。天文學(xué)按照研究的內(nèi)容還可分為天體測量學(xué)、天體力學(xué)和天體物理學(xué)三門分支學(xué)科。

　　天文學(xué)始終是哲學(xué)的先導(dǎo)，作為一門基礎(chǔ)研究學(xué)科，天文學(xué)在不少方面是同人類社會密切相關(guān)的。時間、晝夜交替、四季變化的嚴(yán)格規(guī)律都須由天文學(xué)的方法來確定。人類已進(jìn)入空間時代，天文學(xué)為各類空間探測的成功進(jìn)行發(fā)揮著不可替代的作用。

　　4.結(jié)束語

　　21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，海洋已成為人類第二大生存和發(fā)展空間。世界各國未來的競爭也將在海洋上競爭。充分開發(fā)和綜合利用海洋資源是世界各國進(jìn)一步發(fā)展的必然要求。國際貿(mào)易和大宗貨物運(yùn)輸?shù)闹魍ǖ乐荒苁呛Ｑ?。未來維護(hù)國家權(quán)益和安全的領(lǐng)域?qū)⒅饕呛Ｑ蠛吞??！吨袊Ｑ?1世紀(jì)議程》已經(jīng)制定，為了在2020年實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的目標(biāo)，為了在本世紀(jì)中葉建設(shè)成世界中等發(fā)達(dá)水平的國家，堅持全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀，創(chuàng)新航海學(xué)技術(shù)，發(fā)展海洋生產(chǎn)力日益重要。我們要大力弘揚(yáng)愛國主義，開拓進(jìn)取，崇尚科學(xué)的精神，要鼓勵更多的勇敢者獻(xiàn)身航海事業(yè)，進(jìn)一步開發(fā)和利用海洋，為中華民族的振興和國家的富強(qiáng)做出更大的貢獻(xiàn)。

　　北航畢業(yè)論文范文篇二

　　電子航海技術(shù)及其應(yīng)用

　　引言：近些年來，國際對海洋環(huán)境方面做出的保護(hù)也愈加嚴(yán)格，而電子技術(shù)、造船技術(shù)、信息技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)水平的提升共同向我國電子航海技術(shù)水平的提升奠定了堅實的基礎(chǔ)。在經(jīng)過了一段時間的發(fā)展之后，我國的電子航海技術(shù)實現(xiàn)了快速的進(jìn)步，并獲得了廣泛的應(yīng)用。對此，本文介紹了電子航海技術(shù)的概念，并從多個角度分析了其具體應(yīng)用與未來發(fā)展趨勢。

　　前言

　　縱觀航海技術(shù)的發(fā)展我們可以發(fā)現(xiàn)，近些年來人們開始將更多的先進(jìn)技術(shù)引入到航海領(lǐng)域。二十世紀(jì)是人們在電子學(xué)領(lǐng)域獲得長足發(fā)展的時代，同時在這一時代下，取得電子技術(shù)在航海中得到了大范圍的使用。然而因為一部分電子系統(tǒng)受到了其自身的功能束縛或缺乏穩(wěn)定性，航海人員的工作量沒有有效的降低。所以，不管是為了滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求，還是促進(jìn)未來的航海技術(shù)發(fā)展，都向航海電子系統(tǒng)提出了綜合化與智能化的要求。

　　一、電子航海技術(shù)的概念

　　電子航海概念的首次提出應(yīng)追溯到2006年，至今已經(jīng)經(jīng)過了幾年的發(fā)展歷史。但是從整體上看，電子航海這一概念仍然處于初步階段，而且人們并未對其下一個統(tǒng)一的定義。通俗來講，電子航海是指把多種先進(jìn)技術(shù)，例如信息技術(shù)等引入到航海作業(yè)中，其最突出的特征就是信息化。電子航海戰(zhàn)略則是指多種信息的融合，例如船舶、航線以及氣象等，而站在船舶的角度上來講，則涉及到了綜合行駛臺系統(tǒng)、電子海圖顯示與信息系統(tǒng)、全球遇險與安全系統(tǒng)、機(jī)艙數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)、電子主機(jī)及船舶局域網(wǎng)等船用電子設(shè)備系統(tǒng)等[1]。將先進(jìn)性的各種技術(shù)引入到航海技術(shù)中，原有的航海技術(shù)水平將會得到很大程度的提升，同時航海設(shè)備也將得到進(jìn)一步的完善，進(jìn)而促進(jìn)航海事業(yè)的發(fā)展。

　　二、航海技術(shù)的自動化

　　航海自動化的內(nèi)容通常會涉及到三個環(huán)節(jié)，即船舶駕駛自動化，交通管理系統(tǒng)以及海難救助系統(tǒng)。

　　2.1船舶駕駛自動化

　　現(xiàn)階段，船用衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、電子海圖以及避碰決策支持等環(huán)節(jié)已經(jīng)實現(xiàn)了一定的智能化與機(jī)械自動化，然而這些環(huán)節(jié)依然是比較分散的，并沒有獲得統(tǒng)一。盡管其中碳鋼也產(chǎn)生了某個高水平的自動化駕駛臺，卻并沒有得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的最主要因素就是該系統(tǒng)自身還無法實現(xiàn)以下功能：

　　(1)航行計劃可以進(jìn)行自動編制。

　　(2)航線自動保持功能。

　　(3)船位自動推算與測定，檢測船位是否在設(shè)定的最佳航線上。

　　(4)可以自動避碰與自動。船舶駕駛自動化系統(tǒng)的組成如下圖1所示。

　　圖1 船舶駕駛自動化系統(tǒng)的組成框圖

　　在上圖1所示的多個系統(tǒng)中，自動避碰系統(tǒng)可以說是其中最容易受到環(huán)境影響的系統(tǒng)了。不僅如此，這一系統(tǒng)還是自動航行過程中的重要任務(wù)?，F(xiàn)階段，不論是船上雷達(dá)自動標(biāo)會儀，還是正處在進(jìn)一步研究階段段的避碰決策專家系統(tǒng)，均只能給出一些參考性的建議，和航行中的最終決策實現(xiàn)避碰功能之間尚存在不不小的距離。避碰的最大難點主要就是聲納無法達(dá)到自動避碰的需求[2]。

　　2.2交通管理系統(tǒng)

　　水上交通管理系統(tǒng)實際上就是船舶交管信息綜合處理系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，計算機(jī)是其中心部分，而該部分的重要功能就是處理由導(dǎo)航傳感器，包括雷達(dá)、陀螺羅經(jīng)、計程儀等發(fā)出的數(shù)據(jù)。之后，再精準(zhǔn)的表示出信息的最終處理結(jié)果，同時將這些結(jié)果進(jìn)行存儲。系統(tǒng)就會按照已有的存儲記錄來深入分析船舶所處的交通狀態(tài)，之后再做出相應(yīng)的交通指揮決策。這樣一來，當(dāng)船舶航行在比較狹窄的航道線段時，就可以強(qiáng)迫其順利的通過[3]。除此之外，當(dāng)全港船舶即將要面臨危險時，能夠事先發(fā)出警報，并在第一時間內(nèi)給出相應(yīng)的急救措施建議等。上述功能是無法借助傳統(tǒng)的交管設(shè)備實現(xiàn)的，所以，由此可見，水上交通管理系統(tǒng)可以說是新時期下水上交通管理工作最行之有效的途徑。

　　現(xiàn)階段，國內(nèi)已在大部分的船舶密集江河、港口等水域成功構(gòu)建了交管系統(tǒng)。在二十一世紀(jì)發(fā)展的新時期，水上交通管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要為覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。具體的主要是先借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋沿海海域，之后再和衛(wèi)星船位報告系統(tǒng)聯(lián)系起來，將覆蓋范圍擴(kuò)大至整個大洋。

　　2.3海難救助系統(tǒng)

　　人們習(xí)慣將船舶通信和導(dǎo)航兩方面內(nèi)容比作船長的眼睛與耳朵，同時它們還扮演著整個船舶的安全神經(jīng)的重要角色。航行過程中產(chǎn)生的一系列安全信息將會借助導(dǎo)航發(fā)送到神經(jīng)中樞，從而為船長提供決策依據(jù)，之后再將所制定的決策發(fā)送到岸上指揮所，為船舶提供第一時間的指導(dǎo)與援助。

　　近些年來，人們向和船舶安全之間有著直接聯(lián)系的通信導(dǎo)航設(shè)備提出了更高的需求。在這種背景下，一些船舶安裝了衛(wèi)星通信船舶終端站、ARPA雷達(dá)等設(shè)備，同時還專門安裝了數(shù)字選呼、雷達(dá)應(yīng)答器等多項高科技設(shè)備[4]。除此之外，為了給船舶自身、廣大旅客以及船員的人身和財產(chǎn)安全，國際上已經(jīng)專門建立了各高素質(zhì)與高能力的營救隊伍，并配備了精良的救助設(shè)備。

　　在無線電通信設(shè)備逐漸健全的過程中，研究人員已有的海上通信系統(tǒng)不管是在遇險通信問題上，還是在一些常規(guī)的無線電通信問題上都存在十分明顯的不足之處。所以，常規(guī)的無線電通信系統(tǒng)早已無法滿足新時期下海上安全航行的發(fā)展需求了，對其進(jìn)行進(jìn)一步的完善勢在必行。目前國內(nèi)已有衛(wèi)星緊急無線電示位標(biāo)，它能夠有效的彌補(bǔ)無線電救助設(shè)備中存在的不足。這一設(shè)備的自身所具有的優(yōu)勢與功能都為海難救助提供了極大的便利。借助“巨星緊急無線電示位標(biāo)”來搜救遇險船舶能夠在很大程度上提升搜救效率，同時還能夠不受天氣、海洋狀況以及事故嚴(yán)重性的多方面影響而正常工作。

　　三、總結(jié)

　　我們在肯定了電子航海技術(shù)所獲得的成就的同時，還必須要看到這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用所面臨的困境，例如，航行水域擁擠問題等。這些問題都是未來電子航海技術(shù)所必須要解決的，而我們相信，在各種科技水平日漸提升的未來時間里，電子航海技術(shù)必將能克服這些問題而獲得進(jìn)一步的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[4]吳建華，陶德馨.自動船舶識別系統(tǒng)的信息解碼技術(shù)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版).2007(04)：12.