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第417章 航运导航与量子

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    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。
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