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仰观日月 牵手北斗——海丝路上的技术指南

  “海不扬波”,是古人出海时的美好愿望,但也是奢望。

  海上丝绸之路,自打探索阶段起,就充满艰辛。东晋僧人法显在西行求法返途中感叹,“大海弥漫无边,不识东西,唯望日月星宿而进”。但正是在上千年摸索中,人们观日月星辰,测洋流方向,口传心授经验,抄印描摹方位图,渐渐积累起扬帆海上的技术资本,增添了海上探索与航行的勇气。

  时至今日,“大海弥漫”依旧,今人早已不用只靠观日月来辨东西。现代海上丝绸之路沿线一些国家的舵手们正在用北斗卫星导航定位系统指引方向。科技分享,让勇气沿着丝路传递。

  从顺风相送到过洋牵星

  成书于十六世纪的《顺风相送》是一本记录中国古人航海路线、航海经验与山川地形的手抄古籍。其中记载了十五世纪初郑和下西洋时使用的航海技术:“永乐元年,(郑和)奉差前往西洋等国开诏,累次较正针路,牵星图样……取选能谙针深浅更筹,能观牵星山屿,探打水色浅深之人在船……必不误也。”

  当时“必不误”的航海技术,依赖的是前人总结出的海上地理和星斗方位图样,而船上有精通这些航海方位的舟师负责导航。文中提到的“牵星”,正是当时的导航技术“牵星术”。

  牵星术的核心是“观日月升坠,以辨东西,星斗高低,度量远近”。这是确保航行安全的秘笈。天文学家李启斌曾把“牵星术”总结为,观测星辰仰角以判断船舶南北相对位置的方法。

  明代军事百科全书《武备志》中有详细的《郑和航海图》,其中包括4幅通过星辰方位和高度来确定航海方位的“过洋牵星图”,主要用于两条航线:一是从苏门答腊横渡孟加拉湾到锡兰(今斯里兰卡)航线,二是从锡兰横渡阿拉伯海到波斯湾航线。

  专家认为,这足以证明在郑和航海之前很长的一段时期,“牵星术”就已在远洋航行中得到广泛应用。随着宋代造船技术的发展,远洋航行最远可达东非海岸,指南针也开始被广泛应用于航海,成为“牵星术”等天文导航的补充。北宋地理学家朱彧在海上交通贸易的笔记体著作《萍洲可谈》中写道:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”

  从罗盘指路到北斗导航

  牵星术和指南针可谓中国古人带给世界航海天文领域的两大发明,而两者的结合普遍被后人称作“航海技术史上的一次革命”。

  中华文明从不吝于分享经验与技术。中国古人在涉险航行后不仅总结各种方法、技术、文献,更把这些成果通过海上丝绸之路与沿线各国分享。这直接推动了航海技术的进一步发展,随之而来的是造船、纺织、营造等更多技术扩散至世界各地。

  据《十七世纪暹罗外交档案》记载,定居暹罗(今泰国)并从事航海工作的华人为推动暹罗的航运技术发挥了至关重要的作用。1679年时,暹罗的远航船只基本由华人聚资建造,使用的完全是中国技术。当时暹罗国王的公务船都是由中国人驾驶。《清实录》记载,公元1724年暹罗遣使来华,“其来船梢目九十六人,本系汉人”。指南针技术也被阿拉伯人传入欧洲,哥伦布和麦哲伦的海上航行都离不开航海罗盘。

  曾经,北斗星是牵星术中用于定南北方位的重要参照。如今,中国自主研制的北斗卫星导航定位系统正在为全球越来越多航海者指引方向。在地球上空,23颗中国北斗卫星导航系统(BDS)的卫星正日夜不停运转,与美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯以及欧洲伽利略并称为全球四大卫星导航系统。

  “古代丝路把很多中国技术传到其他地区。现在,伴随‘一带一路’倡议,中国的高新技术在全世界开花结果,如高铁、高速公路、信息化技术等,中国与很多国家分享经济发展和成长。”两院院士、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室李德仁教授说。

  从覆盖广度到厘米精度

  3年多前,在泰国春武里府,由武汉光谷北斗控股集团有限公司(简称光谷北斗)建设的中国首批3座海外地基增强系统基站(CORS基站)落成并组网,用于泰国地球空间灾害监测、评估与预测系统。由此,北斗系统走出国门迈出了第一步。

  卫星信号接收测试结果令李德仁惊喜:“我们在泰国可以收到12至14颗中国北斗卫星的信号,而美国GPS卫星只能接收到6至8颗。北斗在亚太地区的导航定位精度已经超过美国GPS。”

  尽管目前美国GPS在全球市场份额居首位,但李德仁认为,北斗自有优势。北斗在赤道面静止轨道上布有5颗高轨地球同步卫星,对于东南亚低纬度地区而言,抗遮挡能力强。另外,北斗可同时提供多个频点的导航定位信号,可有效提高服务精度,缩短初始化时间。

  2016年10月,光谷北斗与泰国洛加纳集团签订了北斗智慧产业园管理应用战略合作协议,以北斗高精度定位技术为主,融合传感、物联网、大数据等技术,可实现物流物品的室内外位置信息管理、商品运输过程安全监控、运输物品车辆轨迹回放等信息管理。

  北斗技术不仅吸引了多个行业的关注,还让泰国公主诗琳通着迷。因为北斗系统,诗琳通与李德仁成了“忘年交”。李德仁说,诗琳通不仅是翻译过多部中国文学作品的“中国通”,还是泰国亚洲理工学院遥感专业“科班出身”,对中国卫星和载人航天颇感兴趣。正是她,推动了北斗CORS基站在泰国落户。

  “亚洲国家应该更多使用亚洲卫星。”诗琳通曾说。她安排了泰国科技部与中方接洽,开展中泰北斗科技合作。光谷北斗武汉总部挂牌成立“诗琳通地球空间信息科学国际研究中心”,总部大楼的五层还有一间诗琳通公主的办公室。

  从智慧应用到魅力明珠

  泰国东西都有海,渔船众多,经常发生误闯别国海域的情况。光谷北斗在泰国开展了北斗渔船智能化监控管理示范。北斗的5颗赤道静止轨道卫星搭载了独有的短报文通信功能。装载北斗卫星信号接收机的渔船不仅能准确定位,还可通过双向短报文通信收发气象或求救信息。

  除了智慧渔船,光谷北斗近年还在泰国推动北斗智慧交通、智慧产业园等示范应用。在泰国热门旅游城市帕塔亚,依托北斗系统的厘米级以上高精度车道级导航系统也已经测试成功,未来该系统将会智慧地告诉司机何时是最佳变道时机。

  不止是泰国。在印度洋另一边,北斗系统正在帮助斯里兰卡发展国土测绘、海洋渔业、智慧城市、灾害预警等智慧应用,提升当地的信息化管理水平,助力该国的工业化转型。

  “斯里兰卡自身测绘技术不强,地球空间信息技术基础薄弱。现在,这个国家正处于农业化向工业化转型期,需要基础地理信息设施设备作支撑,因此国土测绘管理及规划对测绘遥感信息技术需求很大,”光谷北斗总经理杜利说,今年,光谷北斗将和斯里兰卡国家测绘局联合建设至少10座面向当地特定地理环境的北斗CORS基站并组网。

  斯里兰卡自古就是连接海上丝路东西线的枢纽。15世纪初,当郑和驾船抵达锡兰时,科伦坡只是一个小渔村和小型贸易集散地。但是在杜利的手机相册中,今天的科伦坡南港码头港口城灯火通明,高大的塔吊直冲云霄。这片约269公顷填海造地的新城预计于今年9月完成基础设施建设,是中斯合作建设“21世纪海上丝绸之路”重要中继点的重大项目,也是两国紧密科技合作的明珠。

  千年光阴流转。当曾经灿若繁星的古代技术走入博物馆,中国新技术又源源不断地沿着丝路的方向,与沿线国家分享并产生新的推动力。这是丝路的大魅力。

  原标题:仰观日月 牵手北斗——海丝路上的技术指南

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