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　　北航畢業(yè)論文范文篇一

　　天文學在航海上的應用

　　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。公元前4世紀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)。中國漢代已遠航至印度，把當時羅馬帝國與中國聯系起來。唐代為擴大海外貿易，開辟了海上絲綢之路，船舶遠航到亞丁灣附近。在當時的科學技術條件下，航海是靠山形水勢及地物為導航標志，屬地文航海;而以星辰日月為引航標志的，則屬天文航海技術之一種。

　　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力航行。甲骨文用“凡”代替“帆”，說明殷人行船已經使用帆，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，逐漸認識了風，并利用風和帆航行。

　　值得一提的是，春秋戰(zhàn)國時期，海上導航技術已與天文學聯系起來。戰(zhàn)國時期人們已經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相結合，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航標志。

　　三國兩晉南北朝時期造船業(yè)發(fā)展的同時，航海知識與技術得到了進一步的充實和提高。這一時期航海技術有所進步，還表現在人們已對航行所經海區(qū)的海岸地形有了初步了解，如對今南海的珊瑚已有所認識，同時天文導航技術也已采用。

　　隋唐五代時期航海技術趨于成熟，人們已能熟練運用季風航行，天文、地理導航水平都有明顯提高，對潮汐也能進一步正確解釋。

　　唐代，人們已能認識到北起日本海，南至南海的風有規(guī)律地到來和結束，這種與航行有關的季風成為“信風”。義凈正是借著對南海季風、北印度洋及孟加拉灣的季風和洋流規(guī)律的認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識，已能利用赤云，暈虹等來預測臺風。

　　唐代天文定位術的發(fā)展，集中體現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。開元年間天文學家憎一行已可以利用“復矩”儀器來測量北極星距離地面的高度，雖與實際數字有一定的差距，但這是世界首次對子午線的實測，而且這種測量術很可能已經在航行中使用。唐代航行者已掌握利用北極星的高度而進行定位導航。

　　兩宋時期航海技術的提高,最突出的是指南針的廣泛應用。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，航海技術開始了重大的突破，已能利用指南針航行。而指南針的應用，在南宋時期發(fā)展成羅盤形構，隨著精確度不斷提高，應用越來越廣泛，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。

　　明朝的航海技術主要表現在對海洋綜合知識的運用以及航行技術方面有較大的提高與進步。

　　明代指南針的應用更為普及與精確。牽星術來確定船舶的航行位置。牽星術，乃是當時一種利用天文狀況進行測位的航海技術。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?！多嵑秃胶D》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，中國的航海技術已開始落后于西方。

　　2.過洋牽星技術的內容與使用方法

　　中國古代航海所用的天文觀察導航技術。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，其原理相當于當今的六分儀。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，然后根據所用之板屬于幾指，便得出星辰高度的指數。明代過洋牽星術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.天文學概況

　　天文學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，不過天文學只研究地球的總體性質而一般不討論它的細節(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也屬于天文學的研究范圍，可以稱之為人造天體。

　　宇宙中的天體由近及遠可分為幾個層次：(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。(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。

　　天文學還從總體上探索目前我們所觀測到的整個宇宙的起源、結構、演化和未來的結局，這是天文學的一門分支學科——宇宙學的研究內容。天文學按照研究的內容還可分為天體測量學、天體力學和天體物理學三門分支學科。

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

　　4.結束語

　　21世紀是海洋世紀，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。國際貿易和大宗貨物運輸的主通道只能是海洋。未來維護國家權益和安全的領域將主要是海洋和太空?！吨袊Ｑ?1世紀議程》已經制定，為了在2020年實現全面建設小康社會的目標，為了在本世紀中葉建設成世界中等發(fā)達水平的國家，堅持全面協(xié)調可持續(xù)的科學發(fā)展觀，創(chuàng)新航海學技術，發(fā)展海洋生產力日益重要。我們要大力弘揚愛國主義，開拓進取，崇尚科學的精神，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

　　電子航海技術及其應用

　　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格，而電子技術、造船技術、信息技術與計算機技術水平的提升共同向我國電子航海技術水平的提升奠定了堅實的基礎。在經過了一段時間的發(fā)展之后，我國的電子航海技術實現了快速的進步，并獲得了廣泛的應用。對此，本文介紹了電子航海技術的概念，并從多個角度分析了其具體應用與未來發(fā)展趨勢。

　　前言

　　縱觀航海技術的發(fā)展我們可以發(fā)現，近些年來人們開始將更多的先進技術引入到航海領域。二十世紀是人們在電子學領域獲得長足發(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，不管是為了滿足現階段的發(fā)展需求，還是促進未來的航海技術發(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、電子航海技術的概念

　　電子航海概念的首次提出應追溯到2006年，至今已經經過了幾年的發(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，例如信息技術等引入到航海作業(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)、機艙數據檢測系統(tǒng)、電子主機及船舶局域網等船用電子設備系統(tǒng)等[1]。將先進性的各種技術引入到航海技術中，原有的航海技術水平將會得到很大程度的提升，同時航海設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、航海技術的自動化

　　航海自動化的內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

　　現階段，船用衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導航、電子海圖以及避碰決策支持等環(huán)節(jié)已經實現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。盡管其中碳鋼也產生了某個高水平的自動化駕駛臺，卻并沒有得到廣泛應用，導致這一問題出現的最主要因素就是該系統(tǒng)自身還無法實現以下功能：

　　(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?，F階段，不論是船上雷達自動標會儀，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航傳感器，包括雷達、陀螺羅經、計程儀等發(fā)出的數據。之后，再精準的表示出信息的最終處理結果，同時將這些結果進行存儲。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)，之后再做出相應的交通指揮決策。這樣一來，當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，并在第一時間內給出相應的急救措施建議等。上述功能是無法借助傳統(tǒng)的交管設備實現的，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。

　　現階段，國內已在大部分的船舶密集江河、港口等水域成功構建了交管系統(tǒng)。在二十一世紀發(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網技術覆蓋沿海海域，之后再和衛(wèi)星船位報告系統(tǒng)聯系起來，將覆蓋范圍擴大至整個大洋。

　　2.3海難救助系統(tǒng)

　　人們習慣將船舶通信和導航兩方面內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的重要角色。航行過程中產生的一系列安全信息將會借助導航發(fā)送到神經中樞，從而為船長提供決策依據，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與援助。

　　近些年來，人們向和船舶安全之間有著直接聯系的通信導航設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雷達等設備，同時還專門安裝了數字選呼、雷達應答器等多項高科技設備[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安全，國際上已經專門建立了各高素質與高能力的營救隊伍，并配備了精良的救助設備。

　　在無線電通信設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。目前國內已有衛(wèi)星緊急無線電示位標，它能夠有效的彌補無線電救助設備中存在的不足。這一設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”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重性的多方面影響而正常工作。

　　三、總結

　　我們在肯定了電子航海技術所獲得的成就的同時，還必須要看到這一技術的進一步發(fā)展與應用所面臨的困境，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.關注全球電子航海趨勢[J].中國遠洋航務.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.光纖陀螺羅經及其在航海上的應用[J].航海技術.2004(03)：49-51.

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