聊聊那些影响人类航海的技术
600多年前，一支由艨艟巨舰组成的船队，浩浩荡荡从中国沿海出发，旌旗蔽日，威仪隆盛。34岁的郑和意气风发，率船队开启了七下西洋的航程。
中国航海家的这一壮举，比欧洲航海家哥伦布开辟新航路早了近一个世纪，在人类文明史上留下了辉煌篇章。
郑和下西洋的事迹，被绘制成《郑和航海图》。这是世界上现存最早的航海图集。其中所展示的水罗盘和牵星过洋等技术，充分体现了中国曾经领先于世界的航海智慧。
如今，郑和船队远洋航行的很多细节已经难以考证。但可以确认的是，这一定是一次次充满了探索的勇气、开放的胆魄和执着的梦想的冒险。
2005年7月11日，是郑和下西洋600周年纪念日。国务院批准，将每年的7月11日确立为中国航海日。今年7月11日，正值第18个中国航海日。本版推出特别策划，请看——
——编 者
导航技术
星辰指向 解锁经纬
■解放军报记者 王凌硕 通讯员 倪栋梁
茫茫大洋中，再大的船只也如同沧海一粟。要想顺利到达目的地，导航至关重要。
英文“导航”一词原是从拉丁文的“船舶”和“指向”组合成的词汇转化而来。
很长一段时间，航海依赖着陆地参考系。
陆地交通有着“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”的沿途风景，在丰富参照物的辅助下，人们凭借着记忆便能抵达目的地，有时甚至连动物都能“老马识途”。
但茫茫大洋中，在严重缺乏可供参照的地理标识情况下，勇敢的航海家们如何辨别方向呢？
答案在天上——天文导航。
天文导航中，日月星辰如同指引航海者的灯塔。太阳、月亮、北极星是天文学研究中至关重要的三个天体，人们借助它们，判断自己在地球上的纬度。中国古代航海家由此总结发明了具有中国特色的天文观察导航技术——过洋牵星术。
指南针是中国古代四大发明之一。指南针应用于航海也是从中国开始的，并引起了世界航海技术的重大变革。中国古代文献记载：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针”，由此实现了全天候导航。
在很长一段时间内，人们通过观测太阳或者北极星的高度可以大致确定船只所在的纬度，但确定经度是一个难题。1759年，英国钟表匠约翰·哈里森制造出H4航海钟。此后几十年里，价格昂贵的航海钟逐渐得到广泛应用。人们可以通过航海钟来准确获知某已知经度地点的准确时间，并用以推算出所在地点的经度。
一个罗盘、一张海图、一块钟表、一个六分仪、一副尺规，人类的远洋航行能力自此有了根本性提高。
随着时代的发展，当天体不仅仅是日月星辰，还有人造卫星时，天文导航产生了跨越式的发展——全天时、全地域的卫星导航系统为人们打开了全新的大门。
在由导航卫星搭建的星地坐标系中，每个星座都有自己的坐标信息，通过测量我们与星座间的距离，就能解算出我们在该坐标系的位置。
从根本上说，卫星导航的核心就是时间测量。在信号传播速度（光速）已知的前提下，时间测量越精密，位置解算就越精确。
在卫星导航系统中，1纳秒（十亿分之一秒）的时间误差将导致0.3米的距离误差。要实现如此精密的时间测量，只有原子钟能做到。
原子钟，是利用电子跃迁释放电磁波原理制造的钟，是导航卫星的“心脏”。在原子内部，电子绕原子核高速旋转，有不同的旋转轨道。电子在不同的旋转轨道上具有不连续的能量差异，称为能级。电子在不同能级之间跃迁频率是固定的，利用这一特性，便可以制作出非常精确的计时仪器。原子钟也会如普通钟表一般“嘀嗒走时”。不同的是，这种“嘀嗒”更均匀，表现为一种电磁波形式，10亿年才累积一秒的误差。
2020年6月23日，长征三号乙火箭将北斗三号最后一颗全球组网卫星送入太空，北斗三号系统全面建成。此时的北斗，是中国的北斗，更是世界的北斗。
作为完全由我国自主建设运行的全球卫星导航系统，北斗卫星导航系统如它的名字一般，为人们带来来自太空的无处不在、无时不在的时空信息服务。
目前，中国正在推动以下一代北斗系统为核心的国家综合定位导航授时（PNT）体系建设。2035年前，将建成以北斗系统为核心，更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系，为未来智能化、无人化发展提供核心支撑。
从北极星、指南针、罗盘，再到今天的北斗卫星导航系统，富有探索和创新精神的中华民族，翻山越海的步伐从未停止，不断走向更加美好的未来。
