古时候,人们利用太阳、北极星和指南针确定方向,或者利用特定的建筑物和地理特征(如已命名的山峰、河流、湖泊等)来确定位置。
/指南车/
相传最早的导航是西晋崔豹所著《古今注》一书中记载黄帝所发明的指南车。
指南车又称司南车,是利用差速齿轮转动原理指示方向的一种机械装置。与指南针利用地磁效应不同,它是利用齿轮系统,根据车轮的转动,由车上木人指示方向。不论车子转向何方,木人的手始终指向南方。
/司南/
司南是我国古代辨别方向用的一种仪器,据《古矿录》记载,最早出现于战国时期的磁山一带。用天然磁铁矿石琢成一个杓形的东西,放在一个光滑的盘上,盘上刻着方位,利用磁铁指南的作用,可以辨别方向,是指南针的始祖。
/指南鱼/
到了宋代,劳动人民掌握了制造人工磁体的技术,制造了指南鱼。
指南鱼是把薄钢片剪成鱼形,长二寸,宽五分,鱼的肚皮凹下去,使鱼像船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起,由于磁体的吸力,钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比司南方便多了,只要有一碗水,把指南鱼放在水面上就能辨别方向。
/指南针/
经过长期改进,人们把钢针在天然磁体上摩擦,钢针也有了磁性,这就是指南针。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。
“水浮法”是把指南针放在有水的碗里,使它浮在水面上,指示方向。
“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡,上面粘一根丝线,把丝线悬在木架上,针下安放一个标有方位的圆盘,静止时钢针就指示南北。
“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上,轻轻转动。
“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上。
随着指南针在航海上的广泛应用,指南针本身装置也得到了改进。南宋时开始把磁针与分方位的装置组成一个整体,这就是罗盘。到了元朝,又有人造出立针式的指南龟和指南鱼。
/牵星术/
年,航海家郑和奉明成祖朱棣之命“下西洋”,在航行中通过观测天文气候来辨别方位和确定航线。根据《郑和航海图》记载,航行中使用了“过洋牵星术”和“海道针经”,记录大量海流、水深、礁石以及停泊地点资料,发展了宋元以来的航海技术。
过洋牵星术是中国古代航海所用的天文观察导航技术,是指用牵星板测量所在地的星辰高度,然后计算出该处的地理纬度,以此测定船只的具体航向。
牵星板共有大小十二块正方形木板,以一条绳贯穿在木板的中心,观察者一手持板,手臂向前伸直,另一手持住绳端置于眼前。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,然后根据所用之板属于几指,便得出星辰高度的指数。
现在的航海技术已经有了很大的变化,但是一些渔民依旧会利用这一种方法,根据自己的经验马上判断出自己的方位。虽然比不上现在的雷达、卫星导航等高科技设备那么先进,但是依然是很实用的导航定向手段。
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