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北航畢業(yè)論文范文

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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?;顒?。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)得到了進一步的充實和提高。這一時期航海技術(shù)有所進步,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用以及航行技術(shù)方面有較大的提高與進步。

  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:包括變星、雙星、聚星、星團、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,如雙星系、多重星系、星系團、超星系團等。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。人類已進入空間時代,天文學(xué)為各類空間探測的成功進行發(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一步發(fā)展的必然要求。國際貿(mào)易和大宗貨物運輸?shù)闹魍ǖ乐荒苁呛Q?。未來維護國家權(quán)益和安全的領(lǐng)域?qū)⒅饕呛Q蠛吞铡!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。我們要大力弘揚愛國主義,開拓進取,崇尚科學(xué)的精神,要鼓勵更多的勇敢者獻身航海事業(yè),進一步開發(fā)和利用海洋,為中華民族的振興和國家的富強做出更大的貢獻。

  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)、機艙數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)、電子主機及船舶局域網(wǎng)等船用電子設(shè)備系統(tǒng)等[1]。將先進性的各種技術(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)備也將得到進一步的完善,進而促進航海事業(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,不論是船上雷達自動標(biāo)會儀,還是正處在進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、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一步擴大。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雷達等設(shè)備,同時還專門安裝了數(shù)字選呼、雷達應(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,對其進行進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一步的發(fā)展。

  參考文獻

  [1]劉建強.關(guān)注全球電子航海趨勢[J].中國遠(yuǎn)洋航務(wù).2012(03):66-67.

  [2]駱寧森.船舶AIS、VDR介紹[J].江蘇船舶.2002(02):31-32.

  [3]孔凡村.光纖陀螺羅經(jīng)及其在航海上的應(yīng)用[J].航海技術(shù).2004(03):49-51.

  [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.

北航畢業(yè)論文范文

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