本書共分六章,內(nèi)容包括中國古代導航技術大盤點;探尋古代歐洲導航技術;近現(xiàn)代導航技術的發(fā)展;GPS全球定位系統(tǒng)的發(fā)展等。
古老簡單的導航方法是星歷導航,□早的導航儀是中國人發(fā)明的指南針,□早的航海表是英國人J0hnHarrison在1761年發(fā)明的。從古代及近代的導航定位技術發(fā)展史中我們可以看到,隨著科技和社會的發(fā)展,導航技術也隨之突飛猛進地發(fā)展起來了,正如恩格斯所說的:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進!睂Ш骄烤故鞘裁矗吭谏钪校覀兛梢园阉醋魇且粋無所不知,不會迷路的“導游”,它可以指引我們到想到的地方,比如指南針。在現(xiàn)代社會各式各樣的導航儀在不斷涌現(xiàn),它們多用于汽車上,用于定位、導航和娛樂。而且隨著科技的不斷發(fā)展,人們對定位技術的認識也越來越深,導航的方法也越來越多,逐漸出現(xiàn)了慣性導航系統(tǒng)、天文導航系統(tǒng)、地形輔助系統(tǒng)、無線電導航系統(tǒng)以及全球?qū)Ш较到y(tǒng)。
對于導航技術的探索人類也從未停止過。導航的發(fā)展史,不僅具有極大的研究價值,同時也代表了各國社會的發(fā)展進程。值得肯定的是,中國在導航技術上的提高與航運事業(yè)的飛速發(fā)展是密切相關的?傊,我們可以從古代到近代的導航技術上,了解到人類各個不同歷史時期的歷史背景,從而更好地認識導航技術。
本書通俗易懂,而且精美的圖片與文字相結(jié)合,真正做到了寓教于樂,并有利于提高青少年的創(chuàng)新能力以及青少年的科學素質(zhì)。
第一章 中國古代導航
技術大盤點
一、科學與神話
二、什么是導航
三、走進歷史——探索中國歷代導航技術
四、星星為你指路——“牽星板”的由來
五、改變世界的偉大發(fā)明——航海羅盤
第二章 探尋古代歐洲導航技術
一、大海中的明燈——燈塔導航
二、“經(jīng)緯線”的由來
三、緯度的計算方法
四、神奇的“風向薔薇”
五、“磁羅盤”的出現(xiàn)
第三章 近現(xiàn)代導航技術的發(fā)展
一、“電子導航時代”的到來
二、“無線電”導航的發(fā)展
三、首顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克”l號發(fā)射成功
四、人類進入“衛(wèi)星導航時代”
五、GPS全球定位系統(tǒng)的產(chǎn)生
第四章 GPS全球定位系統(tǒng)的發(fā)展
一、GPS的基本原理
二、GPS的組成部分
三、GPS的特點
四、GPS的種類
五、GPS在新世紀的發(fā)展
第五章 走進生活——小導航大用途
一、戰(zhàn)場上的“偵察兵”
二、無所不知的“導游”
三、從“測量”到“自動化”
四、坐標是救援的重要手段
五、“精準授時”是GPS的核心服務
第六章 導航技術與未來世界
一、導航技術與全民定位時代
二、導航技術與服務智能化
三、導航技術與信息完善化
四、導航技術與網(wǎng)絡
在現(xiàn)代社會里,各式各樣的導航儀在我們生活中并不少見。多用于汽車上,用于定位、導航和娛樂。隨著汽車的普及和道路的建設,城際間的經(jīng)濟往來更加頻繁,車載GPS導航儀顯得很重要,準確定位、導航、娛樂功能集于一身的導航更能滿足車主的需求,成為車上的基本裝備,F(xiàn)在人們所使用的導航儀,是高科技的電子產(chǎn)品?墒窃诓⒉话l(fā)達的古代,人們要去一個地方,靠什么工具導航、靠什么方法分辨方向呢?相傳在約公元前□600年前,我國南方有個九黎部族。有一年,他們的首領蚩尤,與炎帝族發(fā)生了沖突。于是,炎帝族和黃帝族聯(lián)合起來同蚩尤部落大戰(zhàn)。據(jù)說黃帝和炎帝的部落和蚩尤作戰(zhàn)3年,進行了7□次交鋒,都未能取得勝利。在涿鹿同蚩尤部落進行了激烈戰(zhàn)斗時,蚩尤使用魔法,造出漫天的大霧,把黃帝和他的軍隊團團圍在里面。正當黃帝愁眉不展、萬分焦急的時候,一個叫風后的臣子做了一輛指南車。有了指南車的引導,黃帝統(tǒng)帥的軍隊沖破重重迷霧,終于戰(zhàn)勝了蚩尤部落,建立了華夏文明。
這雖然只是一個故事,但也說明古人對指引方向的工具,有著強烈的需求。根據(jù)歷史記載,東漢時期杰出的科學家張衡(公元78一公元139)發(fā)明過指南車,可是他的制造方法不久就失傳了。到了三國時,馬鈞在青龍三年(公元□35)重新造出了指南車。這種車要用馬拉著走。車上裝有一個木頭做的“仙人”,無論車子怎祥改變方向,“仙人”總是面向南方,右手臂也指出南方。即使道路是圓形的,“仙人”也會隨著自動調(diào)整,指向南方。馬鈞造的指南車雖有記載,但造法失傳。宋、金兩朝的燕肅與吳德仁等科學家都研制出指南車,宋史《輿服志》對其機械構(gòu)造有具體記載。指南車是古代一種指示方向的車輛。
指南車是一輛雙輪獨轅車,車上立一術人,伸臂車中,除兩個沿地面滾動的足輪(即車輪)外,尚有大小不同的7個齒輪。宋史《輿服志》分別記載了這些齒輪的直徑或圓周以及其中一些齒輪的齒距與齒數(shù)。車輪轉(zhuǎn)動,帶動附于其上的垂直齒輪(稱“附輪”或“附立足子輪”),該附輪又使與其嚙合的小平輪轉(zhuǎn)動,小平輪帶動中心大平輪。指南木人的立軸就裝在大平輪中心。當車轉(zhuǎn)彎時,只要操作車上繩輪離合裝置,即竹繩、滑輪(分別居于車左或車右的小輪)和鐵墜子,就可以控制大平輪的轉(zhuǎn)動,從而使木人指向不變。例如當車向右轉(zhuǎn)彎,則其前轅向右,后轅必向左。此時只要將繞過滑輪的后轅端繩索提起,使左小平輪下落,從而與大平輪嚙合;同時使右小平輪上升,從而與大平輪離開,大平輪就隨左小平輪而逆轉(zhuǎn)。由于各個齒輪匹配合理,車輪轉(zhuǎn)向的弧度與大平輪逆轉(zhuǎn)弧度相同,故木人指向不變。
我國古代很早就將天文定位技術應用在航海中。司南是我國春秋戰(zhàn)國時代發(fā)明的一種□早的指示南北方向的指南器,還不是指南針。早在兩千多年前漢(公元前□06一公元□□0年),中國人就發(fā)現(xiàn)山上的一種石頭具有吸鐵的神奇特性,并發(fā)現(xiàn)一種長條的石頭能指南北,他們管這種石頭叫做磁石。古代的能工巧匠把磁石打磨鑿雕成一個勺形,放在青銅制成的光滑如鏡的底盤上,再鑄上方向性的刻紋。這個磁勺在底盤上停止轉(zhuǎn)動時,勺柄指的方向就是正南,勺口指的方向就是正北,這就是我國祖先發(fā)明的□□□□早的指示方向的儀器,叫做“司南”。司南的“司”就是“指”的意思。