春秋战国时期 。海上导航技术已与天文学联系起来 。战国时期人们已经对二十八星宿和一些恒星进行了定量观测 。并取得了可喜成果 。并把海上航行与天文学相结合 。利用北极星为航行定向 。战国时期 。磁石“司南”已发明 。但其用途主要用于陆上定位 。春秋战国时期主要以太阳和北极星为海上导航标志 。
在先秦时期天文导航的基础上 。秦汉时期的导航技术有了进一步的提高 。据《汉书·艺文志》载 。西汉时海上导航的占星书已有《海中星占验》十二卷 。《海中五星经杂事》二十二卷等有关书籍总计达一百三十六卷之多 。可能是中国航海人员载航海过程中总结出来的天文经验和规律 。其内容应是记录航海中对星座、行星等位置判定以确认航线 。
唐代天文定位术的发展 。集中体现在利用仰测两地北极星的高度来确定南北距离变化的大地测量术 。开元年间天文学家憎一行已可以利用“复矩”仪器来测量北极星距离地面的高度 。虽与实际数字有一定的差距 。但这是世界首次对子午线的实测 。而且这种测量术很可能已经在航行中使用 。唐代航行者已掌握利用北极星的高度而进行定位导航 。
牵星术 。乃是当时一种利用天文状况进行测位的航海技术 。即在船上利用牵星板来观察某一星辰的高度 。借以确定船只所在的地理位置 。特别是在深海中 。地形水势难以提供有效的识别 。无所凭依 。往往以天象来确定航位 。《郑和航海图》中就附有《过洋牵星图》 。记录在印度洋地区的牵星航海 。
（四）海洋潮汐知识
秦汉时代 。人们对潮汐的认识已越过表面现象 。并进而探究潮汐成因以及与其他事物之间的内在关联 。在春秋战国时代 。人们对于潮汐升降特别是通河口的明显奇特的潮汐现象虽有所观察 。但感到难以理解 。只得归咎为神力迷信 。然而到了汉代 。特别是东汉 。人们关于潮汐的认识有了突破 。
东汉王充在《论衡·书虚篇》中 。更对传统的关于潮汐的迷信观念提出了有力的批判 。他说 。潮汐是“天地之性 。上古有之 。经曰：‘江汉朝宗于海’ 。唐虞之前也” 。绝非从伍子胥时代才有 。又说 。“其发海中之时 。漾驰而已；入三江（指钱塘江、山阴江、上虞江）之中 。殆小浅狭 。水激沸起 。故滕为涛” 。成功地解释了江河入海口的暴涨潮现象 。最后 。他正确地提出了“涛之起也 。随月盛衰”的科学假说 。第一次把潮汐成因与月球运动联系起来 。为我国古代的潮汐理论与有关的生产实践活动（如航海）作出了杰出的贡献 。
（五）航路指南
宋元人不但能依据熟悉的陆标来确定船舶安全通过的航道或锚泊的场所 。宋代的已有了明确的航路指南 。到了宋代 。航路指南更趋具体化 。对安全航路、航行方法、海上航程、危险物等的记述日益明确、详细 。使航海者取得了更多的主动权与自由度 。如在国内北洋航行中 。成山角是主要的拐向航点 。元代航海者在“黑水洋”“过黑水洋”与“北洋官绿水”内 。都有迅速与安全地找到它的航路指南 。
宋代的航用海图 。是根据海上活动需要而绘制的专用地图 。在海图上 。一般应能反映出一定水域的地形地貌、水文要素 。定位条件用其他与航行有关的资料和说明 。
到了元代航海图的应用更为普遍 。宋末元初 。北洋航区的海图已广泛用于民间 。不过值得庆幸的是 。在明代的《海道经》尚保存了一卷元人底本的《海道指海图》 。
（七）指南针与磁罗盘导航
指南针的前身——“司南”早在战国时即已问世 。但是这种由天然磁石加工而成的圆勺形测向器 。显然不适于在波涛颠荡的海洋上应用 。到了宋代 。由于科技水平的全面提高 。特别是由于人工磁化技术的出现 。才使这些划时代的导航仪器的诞生成为可能 。它是“以针横贯灯心（即灯心草） 。浮于水上 。亦指南 。然常偏丙位” 。由于不论船舶在海中如何摇摆 。而容器中的水面总有维持水平的倾向 。因此 。水浮针的指向效果相当稳定 。同时 。值得注意的是 。北宋人所谓指南针“常微偏东”或“常偏丙位”（即正南偏东15度） 。表明当时已认识到地磁偏角的存在 。这对于提高船舶的导航精度具有重大意义 。比1492年哥伦布在横渡大西洋到达“新大陆”时的同样发现 。早出4个世纪以上 。是古代中国磁学与导航技术走在世界前列的明证之一 。
当然 。罗盘针在当时已成为主要的一种航路指南手段 。这是元代地文航海技术的重大进步之一 。罗盘针的应用 。在世界航海史上上一件划时代的大事 。中国磁罗盘的发明及在世界上的广泛应用 。使西方中世纪的海图与航海技术发生了根本的变革 。
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