羅盤玫瑰

羅盤玫瑰

羅盤玫瑰(英語:Compass rose),又譯羅針圖羅盤方點陣圖,又稱玫瑰風圖(Windrose,或 Rose of the Winds)、風圖,是一種常出現於羅盤地圖海圖氣象圖之上的圖案,用於指示方位

基本介紹

  • 中文名:羅盤玫瑰
  • 外文名:Compass rose
  • 領域:地圖學
簡介,羅盤,司南,元、明航海羅盤的運用,現代指南針,衛星導航系統,分類,

簡介

羅盤玫瑰(英語:Compass rose),又譯羅針圖羅盤方點陣圖,又稱玫瑰風圖(Windrose,或Rose of the Winds)、風圖,是一種常出現於羅盤地圖海圖氣象圖之上的圖案,用於指示方位。最早出現於磁性羅盤,套用於航海上。現代所有的導航系統,如海圖無方向性信標(NDB)、甚高頻全向信標(VOR)系統等,都看得到羅盤玫瑰的影響。

羅盤

指南針,又稱羅盤司南,是一種用於指示方向的工具,廣泛套用於各種方向判讀,譬如航海野外探險、城市道路、地圖閱讀等領域。
指南針可分為依靠磁力與不依靠磁力兩類。依靠磁力的指南針又可再細分為兩類:一是根據地球磁場的有極性製作的地磁指南針,但這種指南針指示的南北方向與真正的南北方向不同,存在磁偏角;二是電子指南針,採用磁場感測器的磁阻(MR)技術,可很好地修正磁偏角的問題,現已大量用於衛星定位裝置中。至於不依靠磁力的則純粹依靠器件內部的物理方法指示方向,如指南車慣性導航系統
指南針又稱指北針,因為當代指向針常在指向北方的一端漆上顏色標記,以便使用者尋找北方。

司南

有一種觀點認為中國古代記載的“司南”就是指南針最早形式(戰國時韓非子《有度篇》即已出現司南一詞)。東漢王充(公元27~約97)《論衡》(明嘉靖版)卷十七是應篇第五十二說“司南之杓,投之於地,其柢指南”,這個記載雖不是最早,但是最早表述清楚的一個。司南具體形式卻有很大爭議,根據《論衡》以及唐韋肇《瓢賦》中的記載,王振鐸判定司南為勺型天然磁石配合地盤,雖有出土漢地盤和河南南陽東漢墓出土石刻司南勺圖佐證,但畢竟無完整配合出土。1950年代錢臨照試圖以天然磁石製做勺形司南,但因天然磁石磁距小、底部摩擦大而未成功。
司南理解為磁勺從古文獻考證及實驗方面在學術界一直存有異議。其中東北師範大學教授劉秉正在1956年考證出指南魚是中國人最早地進行人工磁化的套用,同時也對司南是磁性指南工具提出質疑。近些年來他進一步提出《論衡·是應篇》以及《瓢賦》中的司南是天上的北斗, 而其它的文獻中的司南或指南有的是指南車如《鬼谷子》記載的司南,有的是行事的準則如《抱朴子·外篇·疾謬》中的指南,還有是指官職如《韓非子》中的記載。2005年中國國家博物館研究員孫機近根據前北平歷史博物館舊藏殘宋本《論衡》認定“司南之杓”杓字實為酌,那么看來“其柢指南”之柢也非指勺柄。根據最新的文獻考證表明,司南是北斗的別稱,同時司南的其他用法也都與北斗有關。此文通過對北魏·溫子升《定國寺碑》中“幽隱長夜,未睹山北之燭;沉迷遠路,詎見司南之機。”、梁·吳均《酬蕭新浦王洗馬詩二首》中的“獨對東風酒,誰舉指南酌”等唐以前文獻的分析,認為這些文獻中司南只能解釋成北斗,而《論衡》,《瓢賦》中的司南也應是北斗。而元稹《加裴度幽鎮兩道招撫使制》中的司南應是官職,宋·釋正覺《頌古》:“妙握司南造化柄,水雲器具在甄陶。”中的司南應是權力,唐·宋暠《獬廌賦》中“守法者仰之以司南,疾惡者投之於有北。”的司南是法律,這些詞意都來源於北斗。另外《韓非子·有度》中的司南也應解釋成法律,其中的“朝夕”不是方向,而是早晚朝見或君王早晚聽政。其他司南引申為定時間(杜甫《詠雞》中的司南)、指德高望重的人(張九齡《祭張燕公文》)、以及指導準則等意也來源於北斗。

元、明航海羅盤的運用

最早見於航海用途的指南針記載於北宋朱彧撰寫的《萍洲可談》:
舟師識地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針,或以十丈繩鉤,取海底泥嗅之,便知所至。海中無雨,凡有雨則近山矣。……
《萍洲可談》成書於1111年-1117年間,但所敘述的是1086年的事。這比Alexander Neckam可能寫於1190年的《論器具(De naturis rerum)》中說法:航海時“白天雲遮太陽,或夜間黑暗不辨方向時,使用磁鐵摩擦鐵針,針停時指南北,”早約一個世紀。與英國幾乎同時法國和稍晚一點的義大利也有了首次指南針的記載。 1123年宋朝派遣使臣取海路出使朝鮮,《宣和奉使高麗圖經》記載用水浮指南針導航:
是夜洋中不可住,維觀星斗前邁。 若晦冥,則用指南浮針, 以揆南北。
宋代的航海指南針,除“南北”,還未見有其他方位,如:東、西、西北等方向。
四十八方位羅盤用於航海的文獻紀錄,最早見於元代周達觀真臘風土記》:
自溫州開洋,行丁未針。歷閩、廣海外諸州港口,過七洲洋,經交趾洋到占城。又自占城順風可半月到真蒲。又自真蒲行坤申針,過崑崙洋入港。
其中丁未針= 202.5°、坤申針= 232.5°。 明朝永樂年間隨鄭和下西洋鞏珍在《西洋番國志》的《自序》中敘述套用水浮羅盤的情況:
往還三年,經濟大海,綿邈彌茫,水天連線,四望迥然,絕無纖翳之隱蔽。惟日月升墜,以辨西東,星頭高低,度量遠近。斫木為盤,書刻乾支之字,浮針於水,指向行舟。
鄭和航海圖》中紀錄109道航海針路。例如:
  • 太倉港口開船,用丹乙針,一更,船平吳淞江。用乙卯針,一更,船到南匯嘴。平招寶”。(鄭和航海圖五)
  • 蘇門答臘開船,用乾戍針,十二更,船平龍涎嶼。四十更,船又用辛酉針。五十更,船見錫蘭山”;(鄭和航海圖十八 乾戌= 307.5° ,辛酉= 277.5°)
  • “官溜嶼用庚酉針,船收木骨都束”。(鄭和航海圖二十。庚酉= 262.5°)
明代《順風相送》、《指南正法》、《東西洋考》等文獻都有針路記錄:
  • 廣東往磨六甲:南亭門放洋,用坤未針 (217.5°)五更船取烏頭山。用單坤針(西南 225°)十三更取七洲洋。坤未 (217.5°)針 七更船平獨豬山。……乾亥 (322.5°)針五更船平昆宋嶼,單亥針(330°)五更船取前嶼,乾(315°)針五更取五嶼;沿山使取磨六甲。
  • 台灣日本大港出。東南風可用丁未 (202.5°)及單未 (210°)過茄老灣線。南到青水烏水乾,可牽舵及用壬(345°)及壬子(352.5°),轉變取澎湖東過。。
  • 七洲洋用坤未針,三更取銅鼓山。
明代舟師使用的羅盤,用水浮針,有一定的規矩:
取水下針,務要陽水,不取陰水”,“安羅經,下指南(針),須從乾宮下”。下針之前,舟師必須誦讀《地羅經下針神文》,拜周公聖人,李淳風仙師,定針童子、轉針神郎、換水神君、下針力士、走針神兵、羅經坐向守護尊神、護國庇民妙靈昭應明著天妃等神靈,祈求“今日良辰下針,青龍下海永無災。
近來曾在青島和海南發現明代瓷質水浮指南針,尺寸大至為:最大外徑9.5厘米;上有盛水同心圓孔徑4.4厘米,孔深2.3厘米,外圍青花釉繪刻度,底座、四壁厚實堅固,估計是去水收藏,用時加水。現代液體羅盤基本原理類似,不過改進採用了密封技術。

現代指南針

中國在12世紀已經發明旱羅盤即現代指南針基本形式。經過阿拉伯人有效改進後才傳入歐洲。但是歐洲現存關於指南針的記載早於阿拉伯,阿拉伯語中指南針(al-konbas)一詞也似源於古義大利語。近來在江西臨川一座葬於公元1198年的宋墓里發現一俑(標寫“張仙人”),手持一似風水羅盤“亦是旱羅盤”物,有觀點認為旱羅盤中國也可能早於西方使用,但可能先發明於江南沿海(如泉、廣)一帶套用,故博學如沈括也未見到,今後尚須考古文物工作者努力。內陸後世旱羅盤則多用於風水羅盤和校時羅盤,如174/l189曾三異《同話錄》“地螺,或有子午正針,或用子午丙壬間縫針。天地南北之正,當用於午。”“地螺”可能是一種校時羅盤,主要用途是校時。

衛星導航系統

衛星導航系統是覆蓋全球的自主地利空間定位的衛星系統,允許小巧的電子接收器確定它的所在位置 (經度緯度高度),並且經由衛星廣播沿著視線方向傳送的時間信號精確到10米的範圍內。接收機計算的精確時間以及位置,可以作為科學實驗的參考。
截至2012年,只有美國全球定位系統(GPS;共由24顆衛星組成) 及前蘇聯格洛納斯系統(GLONASS) 是完全覆蓋全球的定位系統。中國北斗衛星導航系統(BDS) 則於2012年12月開始服務於亞太區(共由16顆衛星組成),預計於約2020年覆蓋全球。歐洲聯盟伽利略定位系統則為在初期部署階段的全球導航衛星系統,預定最早到2020年才能夠充分的運作。一些國家,包括法國日本印度,都在發展區域導航系統。
每個覆蓋全球的系統通常都是由20-30顆衛星組成的衛星集團,以中地球軌道分布在幾個軌道平面上。實際的系統各自不同,但是使用的軌道傾斜都大於50°,和軌道周期大約都是12小時 (高度大約20,000千米(12,000英里))。

分類

全球衛星導航系統國際委員會認定系統:
區域型衛星導航系統:
  • 輔助型衛星導航系統:
  • 日本準天頂衛星系統(QZSS),是輔助美國GPS的系統,只為服務日本地區,但在東亞能觀測到該衛星的地區皆可利用,預計由3機組成,目前只發射了初號機導引號。

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