航海日的由来：
大明永乐三年（1405年）至宣德八年（1433年），三宝太监郑和率领船队远航西太平洋和印度洋，到达了爪哇、真腊、天方、木骨都束等30多个国家和地区。这是在大航海时代开始前世界历史上规模最大的一次系列海上探险。
2005年7月11日，是郑和下西洋600周年纪念日，经国务院批准，将每年的7月11日确立为中国航海日并作为国家的重要节日固定下来。今天，正是第16个中国航海日！
图 | 现代化导助航设备
随着科学技术的不断进步，人们在海上航行时已经拥有了众多导助航设备。然而，在没有现代导助航设备，甚至没有准确海图的古代，古人靠什么在茫茫大海上远航呢？
沿岸航行 地文导航
通过船讯网，我们可以直观了解到当前全球范围内航行船舶的动态，远洋航行船舶可以安全便捷地跨洋航行。在古代，人们往往选择沿着岸边航行，并通过山头、岛屿、海岸、特殊物标等陆标及航迹推算来推断自身船位。
一直到中世纪鼎盛时期，地中海的商船大多还是沿岸航行。来自西北欧的商船在通过直布罗陀海峡后，不会向东直航，而是沿着西班牙、法国、意大利等地中海海岸迂回航行。因为在望不见陆地的海面上，尤其是在天气情况不良时，人们很难确定船位及方向。
迪亚士、达伽马等航海家在探索新航路时也往往选择沿着岸边航行以保证船队安全并相对准确地记录航线。
观天体 指南针
北极星是北天极附近的一颗亮星，差不多正对着地轴，从地球北半球上看，它的位置几乎不变。因此在气象条件良好的条件下，早期的航海者们可以通过白天观测太阳、夜晚观测北极星位置来判断方向。
同时，通过长期的经验积累，航海者们逐渐发现可以通过白天观测太阳的高度角、夜间观测北极星的高度角来确定自身纬度。比如，可以在夜间观测海平面与北极星的夹角，当角度保持不变时就能大致确定本船是在同一纬度航行。
在此基础上，雅各杆、航海星盘、十字测角器等天体角度观测工具也逐渐在航海导航中得到广泛应用。哥伦布在横跨大西洋探索前往印度的新航线时也是南下到自认为与印度相同的纬度然后向西航行，当然，他最终到达了中美洲，而非印度。由于存在无法准确测量角度、无法准确知道时间等因素，此类“纬度航行法”往往存在着较大误差。
在阴雨大雾天气时，人们无法通过观测天体来判定方向，指南针的应用使得中西方的航海以及海图记录技术得到根本性变革。指南针的前身“司南”早在战国时代就已问世。到了宋代，由于科技水平的提高以及人工磁化技术的出现，“水罗盘”逐渐在航海中得到广泛应用，同时北宋时期的航海者们就已经认识到真北和磁北间有一定偏差，即磁偏角。
约12世纪时，指南针由陆路传入欧洲。13世纪后期，指南针在欧洲的航海中逐渐广泛应用。“水罗盘”也被升级改造为“旱罗盘”，在航行时的适用性与准确度得到进一步提高。指南针的使用，让全天候航行以及跨洋航行成为可能，地中海地区商船的航行效率大幅提高，新航路的探索与开辟也得到进一步促进。
针路图 牵星术
迪亚士在1487年从葡萄牙里斯本出发前往探索非洲南岸时仅率领了2条双桅帆船，麦哲伦在1519年从西班牙塞维利亚出发开始环球航行时也只组织了仅有5艘帆船的船队。
然而，在半个世纪前，郑和下西洋时每次都会带着2.7万多人的明朝军队以及200多艘船舶，无论是船舶大小还是船队规模都远超同时代的西方。7次航行中，郑和的船队到达了东南亚多国，并通过马六甲海峡到达了印度、中东、非洲东海岸等地。航行过程中，有相当一部分航程是要横跨印度洋的。能够完成这样的壮举，离不开“针路图”与“牵星术”的应用。
独猪山，丹艮针，五更，船用艮寅针，十更，船平大星尖……
针路图，相当于古代版的海图与航路指南，在元末宋初时就已出现。通过记录航行的时间里程（更数）、特定船位时指南针的罗盘方向、特定物标等信息来进行导航。
《顺风相送》等海道针经中还详细记载了行船更数法、观星法、日月出入位宫、水势深浅、泥沙礁石等信息，以用来判断航行的时间与距离、北辰（勾陈一）及灯笼骨（南十字座α）等重要星体的位置和不同月份日月的出没方向。
牵星术是以牵星板为观测工具，通过观测北辰（北极星）、灯笼骨（由于岁差，北半球大部分地区现已无法观测到）、华盖星（五帝内座与仙后座W形五星之间）、织女星（天琴座α）等星体的高度来推断纬度并进行导航。
牵星板由12块不同大小的正方形木板和一个小方块组成，观测者伸直手臂，将木板的下边缘与海平面齐平，不断叠加木板使上边缘与被测星体重合，然后得出星体高度的“指数”。
过洋牵星图
忽鲁谟斯（霍尔木兹海峡附近）回来，沙姑马开洋，看北辰星十一指，看东边织女星七指，看西南布司星八指。平丁得把昔，看北辰星七指……
《郑和航海图》中的过洋牵星图详细记载了不同船位时各观测星体的高度，并在图中画出了星体的位置与形状。在远离陆地的印度洋上，通过“观日月升坠，以辨东西，星斗高低、度量远近”得到了“牵星为准，所实无差，保得无虞”的航海导航效果。这种天文航海技术为郑和船队的跨洋航行提供了重要支撑，也代表了十五世纪初期天文导航的最高水平。
航海钟 航海历 六分仪
长期以来，人们通过上述工具与方法，可以较为便捷的判断大致方向与纬度，然而，仅知道纬度是远远不够的。如何测量、测准经度才是真正的难题。
为了解决这一难题，16世纪初期出现了“钟表法”“月距法”等确定船位经度的思路。其原理基本一致：即在已知某地经度（如格林威治）与其准确时间的前提下，通过某种方法测量本船所在位置的当地时间，并通过时间差来计算出经度。
然而，受限于当时的科技水平，摆钟体积庞大且在航行时精度较低，沙漏依然是船上重要的计时工具。人们既难以知道某已知经度的准确时间，也难以准确测定本船所在位置的当地时间，经度的推算就存在较大误差，同时也存在着数学计算十分复杂、观测难度大、观测时间受限等众多困难。
1759年，在经过近30年的尝试后，钟表匠约翰•哈里森终于制造出了H4航海钟，其精度比英国“经度委员会”的最高要求还要高。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知道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。
1766年，英国出版了第一本《航海天文历和天文星历表》，其中以3小时为间隔，给出全年月亮相对于太阳和主要恒星的位置。航海者查阅航海历对照头顶的星空图像就可以确定自己所在地的当地时间。
此后，航海天文历不断发展，列出了整小时世界时所对应的太阳、月亮、四颗航用行星、春分点的格林时角与赤纬，以及晨光始和昏影终时刻、日月出没时刻等，此外还包括了北极星高度求纬度表、北极星方位角表、时角赤纬内插表、星图等内容。航海者通过观测特定天体，再对照航海天文历和航海钟，就可以方便的计算出本船所在经度。
在星盘、四分仪、八分仪的基础上，18世纪中期，一种轻便易用、观测准确的“六分仪”终于出现。六分仪的本质即是测量两个目标间夹角的“量角器”。
有了航海钟、航海天文历、六分仪，困扰了人们几百年的关于如何准确测量船位经度的难题终于得以解决。举个例子：
在白天，航海者可以通过六分仪观测正午时太阳的高度角，并根据航海历上的赤纬（太阳直射角）简便的计算出本船所在纬度。如果在夜间，航海者可以直接观测北极星，北极星的高度角就基本接近于当地纬度。
推算经度时，航海者可以在白天通过六分仪观测太阳高度，记下太阳上中天时的航海钟时间（世界时），该时间与某已知地点太阳上中天时间的差值就是经度的差值。比如，上中天时间恰好提前1小时，这说明本船现在的经度位于已知地点的向东15度。
通过不断的探索与尝试，人们终于找到了通过天体观测和数学计算推算本船准确船位的方法。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！
来源素材：交通发布
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