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。xizu.org 柚子小说网

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。

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