傻子怪才传奇人生 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。