航海仪器发展史：从古老磁罗经到现代卫星导航系统的演变历程
导航工具众所周知，早期导航主要依靠三种古老的导航仪器：磁经，六分和天文钟。
随着导航行业的快速发展，船舶数量的增加，吨位的增加以及越来越拥挤和繁忙的海上交通需要快速提供更准确的方向指示，用于多种目的的更准确的定位准确性和导航数据。结果，雷达和ARPA，陀螺仪，回声声音，，无线电指示系统， A和 C导航系统，Telka导航系统，Omega导航系统和卫星导航系统彼此之间出现。这些航海工具和导航系统为船提供了全天候的导航保证。可以说，导航行业的发展刺激了导航工具的发展。
反过来，导航工具的开发促进了导航技术的发展和改进。随着计算机技术的开发及其在导航中越来越广泛的应用，已经使用了越来越多的智能船只，配备了自动控制，自动避免和自动驾驶系统，并且船舶的高科技含量肯定会越来越高。
导航陀螺佛经
陀螺仪是根据高速旋转的陀螺转子的方向性原理制成的。它是一种不受磁场影响并具有强力的机电仪器。一个主要的牺牲经人可以驱动许多牺牲的佛经，这些宗教可以在驾驶室，船长的房间，图表室等中设置。这是船舶导航和观察物体方向的重要工具。
海洋回声声
Echo 是一种测量水深的船用水声导航仪器。在船舶航行期间，水深在制定路线和确保船舶安全导航方面起着重要作用。 Echo 的使用是：在特殊情况下，可以通过测量水深来识别船的位置；在新的航行区或浅水航行区航行时，可以用于航行以确保船舶航行的安全；在渠道和端口测量方面，它可以提供准确可靠的水深度数据。因此，回声声音是船舶必不可少的导航设备。
使用在水中传播的声波的物理特性制成回声声。众所周知，在海水媒体中，通过电磁波和光波不可替代，声波的传播性能是不可替代的。使用以下原理：水中声波的传播速度基本上是恒定的，可以通过测量声波的自我发射和通过海床到接收的反射之间的时间间隔来计算水深。早在1490年，意大利莱昂纳多·达·芬奇（ da Vinci）提出了使用聆听方法检测远处船只的可能性，但直到1925年，Echo 才释放了450年。在此之前，船只一直在使用机械方法，例如杆测量和绳索锤测量来测量水深。 Echo 的出现为导航界带来了好消息。由于回声深度声音具有许多优势，例如准确的测量深度，快速测量速度和连续的操作，因此它已成为用于进行水下测量的常用仪器。
海洋托盘仪器
船用类型仪是一种导航工具，用于测量船舶的导航速度和累积的船舶航行。准确测量船舶的导航速度和范围对于船舶驾驶极为重要。在船舶导航和定位中，只要有陀螺仪或磁性指南针来提供船头的标题以及提供的航行，就可以获得船的计算位置。现代导航系统和设备，例如真实的运动雷达，ARPA和自动集成导航仪器，所有这些都需要输入船舶的速度信息。在码头上大型或超大型船的运行中，还需要一个小动物计算机提供相对于码头的纵向和横向速度，以确保船在码头上安全地泊位。因此，当今的当然计是现代船只必不可少且重要的导航工具之一。
海洋计量仪器可以分为两类：相对计量仪器和绝对计量仪器。目前，配备在商船上的仪表主要是相对仪表，主要类型是：转动计，液压仪表和电磁仪表； 仪表当前具有多普勒仪表，与声音相关的仪表和GPS（全球定位系统）和其他仪器。
海洋磁经
磁性指南针是使用指向北向的磁针原理制成的。它具有简单的结构，没有电源，并且不容易损坏。它是船舶的重要仪器之一。磁针的北部是指地磁和船舶磁性的联合力方向，称为lu ，并被缩写为luo bei。
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由于磁针指向Luo的北部，而不是在北部，因此存在磁性子午线差。磁性子午线差异由两个部分组成：地磁北极与地理北极（磁差）之间的不一致，地磁磁化以及电气设备的电磁场影响指向地球磁北面的磁针。根据船舶定期测量的“磁自分差表”或“磁自分差曲线”发现自差。磁差根据船在地球上的位置而变化。可以通过标记 Sutra的磁差数据来获得。
无线电定位系统
雷达和arpa
雷达是一种使用电磁波的发射和接收来检测物体标记的仪器。它具有很长的距离，直观显示，易于使用，并且不受夜晚的影响。它已被广泛用于导航，航空，气象观察，军事，航空航天等领域。雷达已成为所有类型的船舶的必不可少的主要导航辅助设备。雷达由计时器，发射器，天线，收发器，接收器和显示器组成。雷达定位的方法包括：距离定位，方位定位，方位角和距离定位。 IMO还对必须安装在船上的雷达的数量和性能有明确的规定。驾驶员必须接受雷达操作培训并获得资格证书。
自动雷达宪章（Radar Aid，ARPA）是通过基于雷达应用电子计算机技术和信号处理技术获得的新功能。它可以手动或自动捕获目标，捕获（或被接纳）并自动跟踪它，并以向量线的形式显示在监视器屏幕上目标船的标题和速度；另外，操作员设置了最近距离（DCPA）的允许限制（或警报限制）和达到最近距离（TCPA）的时间。当目标的最近距离和到达最近的距离的时间小于设定允许的限制时，它将以各种方式（视觉或音频）自动警告，以提醒驾驶员采取避免措施。如有必要，也可以测试船（试验方向和（或）试验速度）以确定所需的回避措施；它还可以显示所选目标的方向，距离，标题，速度，DCPA和TCPA数据。
双曲线定位系统
自1940年代以来，在无线电定位系统中，已经开发了各种双曲线无线电定位系统，例如远距离，洛兰A/C，Decca，Omega等，它们具有自己的优势，并且在所有时期都发挥了重要作用。它们是非常重要的定位系统。目前，由于卫星定位系统的出现，它们可能会逐渐关闭。
双曲线定位系统由两个部分组成，即安装在岸上的发射台系统以及用于接收该系统的船舶定位仪器。根据发出的不同脉冲信号和测量时间差的不同方法，双曲线定位系统可以分为：
（1）脉冲双曲线定位系统，通过测量两个发射器的脉冲信号之间的时间差，可以获得船位线，例如 A系统。
（2）通过测量两个发射器的连续波信号之间的相位差，可以获得弯曲的船位线，例如Taika，Omega和其他系统。
（3）脉冲相双曲线定位系统是测量两个发射器的脉冲信号之间的时间差，同时测量信号信封中载体频率的相位差，从而获得双曲线船位线，例如 C系统。由于现代电子技术在双曲线定位系统的船舶定位器中的应用，双曲线定位工作已被自动化。目前，只要您输入有关所选站点的相关信息，大多数定位者就可以自动（连续）显示船舶位置（纬度和经度），而无需在图表上绘制船位位置线。一些定位器还具有导航和导航中常用的计算功能。
卫星定位系统
卫星导航系统（）是指使用人造地球卫星进行导航的导航方法。卫星导航系统通常包括三个部分：导航卫星，地面站和用户设备。由地面站控制的导航卫星发出导航信号，即用载体携带的卫星导航工具（例如船舶）接收并测量卫星导航信号以找到承运人的位置。人造地球卫星可以形成全球或区域定位和导航系统。
NNSS定位
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NNSS（海军）是第一个卫星定位系统，在1964年在美国海军使用，并于1967年向公众开放。该系统具有全球，全天候，全天候，高位置准确性的优势，并自动展示了船位位置的纬度和经度，并克服了上述无线电定位方法的缺点。在向公众披露NNSS后，它被广泛用于船舶定位，并成为此期间船舶的重要定位方法。由于无法连续定位NNS，因此已由GPS用它的使用操作取代了它。
GPS定位
GPS（）称为全球定位系统。它是新一代的卫星导航系统，具有全球连续定位和更高的精度三维定位。该系统于1992年在美国使用。GPS由三个部分组成：空间部分，地面监视零件和用户接收器。 GPS用于传输两个伪随机代码，以通过卫星传输执行基于时间的范围定位。这两个伪随机代码是P代码和C/A代码。 P代码是精确的代码，专门为美国军事使用而设计，非常机密，精度为3M（2DMS）。 C/A代码是一个粗略的测量代码，公开使用。指定的精度为100m（2DM）平面位置精度和157m（2DMS）垂直高度精度。对于平民使用者而言，如果使用差异GPS技术，则可以将定位精度提高到几米。目前，GPS已成为导航的主要导航系统。 GPS接收器已在各种船上广泛配备，差异GPS接收器也配备了某些船舶。
船舶自动识别系统（AIS）
AIS是一种新型的导航辅助系统和设备。 AIS的主要功能是：避免船舶碰撞；作为沿海国家，监管部门和运输公司的工具，以获取船舶及其货物信息；作为VTS的工具，它有助于船舶有效地导航，改善环境保护并改善VTS操作。
AIS是一种新的导航设备和系统，可以整合卫星定位，等，可以通过VHF无线电数据通信显示导航，导航，信息和通信数据。它是一个智能导航专家系统，其AIS作为核心和“整合”各种导航设备。实施AIS后，所有船只都配备了无线电发音器，因此对于配备无线电发音机的其他船只来说，该船“可见”。船之间的“可见”意味着可以连续交换重要的导航数据（包括当前的导航状态和动态信息，例如船舶的身份识别代码，类型，位置，标题，速度，速度，导航状态和其他与安全有关的信息）。与现有的雷达，ARPA和其他导航辅助设备相比，它具有以下优势：
（1）AIS提供的信息量很大；
（2）高精度和可靠性。船舶确认静态信息和导航相关信息。动态信息由船上的GPS，指南针，小动物计，自动舵等提供。因此，获得的数据的准确性和可靠性非常高；
（3）AIS使用离岸移动VHF频段交换数据，AIS设备的成本相对较低；
（4）AIS可用于改善避免碰撞效果，获得交通状态，也可以用于船舶报告。
从AIS的基本功能和技术特征来看，它为船舶导航安全和导航管理提供了一种新的有效手段。 AIS的实施将有助于加强海上生活的安全，提高航行的安全性和效率，并保护海洋环境。
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