第417章 航运导航与量子
书名:傻子怪才传奇人生 作者:刘荆洪
第417章 航运导航与量子
刘傻子教授说:“是啊
,
电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比
,能耗低、体积小、
重量轻
、精度高、
可微型化,
其输出信号
,通车辆自主导航等领域。虽然
GPS
在导航
、定位
、测速
、定向方面有着广泛的应用
,但由于其信号常被地形
、地物遮挡
,
导致精度大大降低
,
甚至不能使
用
。”
王可博士说,尤其在高楼林立城区和植被茂密的林区
,
GPS
信号的有效性仅为
60%
。并且在静止的情况下
,GPS
也无法给出航向信息。为弥补这一不足
,可以采用组合导航定向的方法
。电子罗盘产品材料技术的不断发展
。
电子罗盘的研究制造与运用
,也达到了一个前
所未有的水平。高敏所长说,目前,电子罗盘按照有无倾角补偿
,可以分为平面电子罗盘和三维电子罗盘
。也可以按照传感器的不同,分为磁阻效应传感器、霍尔效应传感器和磁通门传感器。电子罗盘磁阻效应传感器,是根据磁性材料的磁阻效应制成的。
刘傻子教授说,磁性材料具有各向异性,对它进行磁化时
,其磁化方向将取决于材料的易磁化轴
、材料的形状和磁化磁场的方向。当给带状坡莫合金材料通电流
I
时
,材料的电阻
,取决于电流的
方向与磁化方向的夹角
。
王可博士说,如果给材料施加一个磁场
B
(被测磁场),
就会使原来的磁化方向转动。
如果磁化方向转向垂直于电流的方向,
则材料的电阻将减小
;如果磁化方向转向平行于电流的方向
,则材料和反向磁化的方法加以消
除
。
由于磁阻传感器的这些优越性能
,使它在某些
应用场合能够与磁通门竞争
。磁阻传感器的主要问题是其翻转效应
,这是其原理所固有的。
计算机姐姐沈琳特警说,有了量子技术应用航运导航
,船舶的吨位越来越大
。科学博士说。海洋爷爷高敏说:“在
20
世纪
60
年代
,一万吨的船就可称为
‘
万吨巨轮
’,
2000
年末
,世界上拥有
10万吨的超大型油轮数百艘
,
还有
50
万载重吨的特大型油轮。”目前
,最大的散货船为
30
多万吨
。
集装箱船近年来也越来越大,从几百吨到
5000
吨刘傻子教授说,标准箱的集装箱船已有许多;我国已有
8500
标准箱的集装箱船投入运营
,而一万标准箱左右的超大型集装箱船,正在开发建造中。
大型豪华客轮,达到
14
万总吨级。过去的海洋运输船舶
,
主要是客船、普通货船和油船
。近
20
年
来
,集装箱船
、滚装船
(Roll-Roll)、液化气船
(LNG
、LPG)
等专
业化特种船舶迅速增多。
小聪问:“什么时候开始注意船舶高速化的呢?”“有了量子技术应用导航
,船舶注重高速化。”计算机姐姐说。“为了与高速公路、高速铁路运输竞争
,近
20
年来,小型高
速气垫船、水翼船
、水动力船
、喷气推进船
,快速研制
,并大量投入使用。当前的集装箱船速度可达
25-30
节
,大约比过去的普通货船快一倍。”
科学博士说。
小燕子问:“船舶自动化是什么时候开始的呢?”
王可博士说,全球定位系统的发展历程,进入高精度卫星导航定位时代。小波问:“什么是避碰自动化呢?”
计算机姐姐回答:“避碰自动化为在能见度不良情况下发现来船而进行避碰,船用雷达发挥很大作用。20
世纪
70
年代,研制出的自动雷达标绘装置(APPA)
和雷达的结合,
被称之为自动避碰系统。”
刘傻子说,该系统可自动采取和跟踪目标,以及自动显示来船的位置、航向、航速
、相对运动和碰撞危险数据。避碰自动化进一步得到发展,是
20
世纪末开发了船舶自动识别系统,可连续向其他船舶传送船舶自身数据,并可连续接收其他船舶的数据,有利于减少因船舶识别和避碰决策失误引起的船舶碰撞事故。
南海梦想科考艇在一个海湾行驶时,科学博士嘱咐徐文亮小心,原来,科学博士发现了一个航标,这是障碍物的标识。科学博士指示南海梦想科考艇调转方向,向另一个海湾开去。“科学博士
,你刚才看见航标便调转方向,我想知道,究竟什么是航标?”
梦弟问:“航标也叫助航标志,是标示航道方向、界限与碍航物的标志,包括过河标
、沿岸标
、导标
、过渡导标
、首尾导标
、侧面标
、左右通航标、示位标
、泛滥标和桥涵标等。”
科学博士说。“
航标有什么作用吗?”梦弟问。“航标是引导船舶航行、
定位和标示碍航物与表示警告的人工标志,为各种水上活动提供安全信息的设施或系统
。航标设于通航水域或其近处,以标示航道
、锚地
、滩险及其他碍航物的位置
,表示水深、风情
,指挥狭窄水道的交通。”海洋爷爷补充说。
计算机姐姐说:“航标对支持水运
、渔业
、海洋开发和国防建设等具有重要作用
。中国海事局对我国沿海航标实行统一管理与维护。内河航标有交通管理部门下属航道管理机构进行建设
、管理和养护。截止至
2007年
,航标数量为
5096
座
。随着航运的发展,天然标志如山峰、岛屿等渐渐不能满足船舶航行的需要,航标就是在这种情况下逐步发展起来的。”
航标也用以传送信号,如标示水深,预告风情,指挥狭窄水道交通等
。永久性航标的位置
、特征
、灯质
、信号等
,都载入各国出版的航标表和海图。现代航标主要分为海区航标和内河航标两类。
计算机姐姐问:“小燕子、梦弟、小波
、小明、小聪
,你们现在参与航标知识问答
,可以进行网络搜索。航标如何分类?”“航标按设置处所,分为海上航标和内河航标两类
。海上航标用于海洋,内河航标用于江、河水域。”小明说。
“什么是用于标示航道范围和
航线的航标?”计算机姐姐问。小聪说:“我知道
,用于标示航道范围和航线的,有过河标
、接岸标
、导标
、过河导标
、首尾导标
、桥涵标。”
计算机姐姐问:“什么是用于标识障碍物的航标?”“用于标示障碍物的,有三角浮标
、浮鼓
、灯船
、左右通航浮标、棒形浮标等。”小波说。
计算机姐姐问:“什么是用于指示航道深度的航标?”“用于指示航道深度
、架空与水下管线、预报风情和指挥狭窄航道交通的,
有水深信号杆
、通行信号台
、鸣笛标
、界限标
、电缆标
、横流浮标
、风讯信号杆等
,各国虽不尽相同
,但大体类似。”小燕子说。
计算机姐姐说:“同学们回答正确。梦弟没说话,他又做梦了”。南海梦想科考艇在海面上行驶,梦弟已经进入了梦乡
。他梦见自己坐上机器人骄子变化的飞机,在水域上空飞翔。梦弟发现,中国内河航标右岸的漆红色
,夜发红光
;左岸的漆白色
,夜发白光或绿光。
梦弟发现了什么,问:“机器人骄子,你看,那海面的灯刚才是黑的,怎么一下亮堂起来了?”机器人骄子说:“现代化航标已实现自动化、电气化和电子化,
并采用无线电遥控和监视代替人工现场作业。按工作原理有视觉航标、音响航标和无线电航标三类。”
视觉航标又称目视航标
,能使驾驶人员通过直接观测
,迅速辨明水域
,确定船位
,安全航行,是使用最多最方便的航标。目视航标常常颜色鲜明,以便白天观测
;发光的目视航标可供日夜使用。
常见的目视航标,有灯塔
、立标
、灯桩
、浮标
、灯船和各种导标。灯塔是设置在重要航道附近的塔型发光固定航标,一般有人看守
。立备
,作用与灯塔相同
,锚碇于难以建立灯塔之处
,一般不能自航
。
导标是由前后两个立标或灯桩组成的一对叠标
,经过精确测量定点建立。导标最易观测,在其作用距离内只要看到两标重叠
,就是船舶正好位于导标线上。
梦弟乘坐机器人骄小变化的汽艇路过一个激光导标
,骄子说:“激光导标用于引导船舶进出港口
,通过狭窄航道,进入锚地以及转向
、避险、
测速
、校正罗经等。”
忽然,梦弟听见了吹号声
,还有吹笛声
,钟声
、锣声
、
口哨声,问:“海上出现了大雾,为什么会有这样的声音?”骄子说:“出现大雾
,音响航标是指以音响传送信息
。它可在雾、雪等能见度不良的天气中向附近船舶表示有碍航物或危险。
引起航海人员注意的助航标志
,主要包括雾笛
、雾钟
、雾锣
、雾哨
、雾炮
、雾号等
。”
梦弟醒过来后,看见刘傻子教授在面前,就述说了梦中的情况。刘傻子教授说,空中音响航标以空气作为传播介质,是使用最早
、最普遍的音响航标。水中音响航标以水为传播介质
,常用的有水中钟
、水中定位系统和水中震荡器
。水中音响航标使用极少。