在古代，天文导航又称“过洋牵星”，它包括观测方向和方位两个部分 。天文导航的方法在指南针用于航海之后，并没有被遗弃，而是继续得到充实和发展，与指南针配合使用，把航海技术推向了一个新阶段 。大约在元明时期，我国开始应用牵星术来观测船舶所处的地理纬度 。牵星术是利用一种叫牵星板的简便工具来实施的 。据研究古代造船和航海技术的专家金秋鹏所撰《中国古代造船与航海》一书介绍，牵星板用乌木制成，一副牵星板包括从小到大12块正方形木板，最小的每边大约2厘米 。
另外又有用象牙制成的一个小方块，大约6厘米长，四角刻有缺口 。缺口四边的长度分别是半角、一角、二角、三角，一角是1/4指 。使用的时候，左手拿着牵星板一端的中心，手臂伸直，让木板的下边缘保持水平线，上边缘对准所观测的星斗，这样就可以测出从船舶所在地所看到的星斗距离水平线的高度了 。而测得星斗高度以后，就可以计算出船舶所在地的地理纬度了 。
用“牵星板”观测定位的方法来判断船舶位置、方向，确定航线，这项技术代表了那个时代天文导航技术的世界先进水平 。海道针经是我国元明清时期用于导航的航海罗盘 。该项技术利用8个天干（10个天干减去“戊”和“己”）、12个地支及八卦的四个方位，将航海罗盘圆周分为24等份，能够准确指示方向 。当时使用的仪器和掌握的先进技术，包括航海罗盘针、计程法、测探器、牵星板、针路记载、航海图绘制等 。
罗盘针也是航海中最重要的工具，由领航员（火长）亲自掌握，并决定航向 。火长还掌握针路和航海图的绘制与使用 。郑和下西洋时，选择最有经验的人任火长，船上设有专门放置罗盘的针房 。计程法是计算航速与航程的方法 。已知宝船的长度，把木片从船头投下，测出木片从船头到达船尾的时间，以船长除以时间，就得出了航速 。当时航海一昼夜分为10更，用燃香计算时间 。
用航速乘以时间，就可求知航程了 。当时，船的航速约为一更30公里 。明代仍以长绳系铁器为测深工具，对浅海和有礁石的航程多做测深记录，以便航行，并记于航海图上 。针路记载开船地点、航向、航程、停泊处所等 。航向是罗盘针位，郑和的罗盘针位曾编成《针位编》一书，可惜失传了 。茅元仪《武备志》中的航海图上，记载了观测的牵星记录和测量所得水深 。
【航海王造船系统怎么玩,先采药还是先造船】航行时，依据所记针位，参考航程的测算，就可顺利地到达目的地 。这幅图在东西交通史上和航海史上占有很重要的地位 。从1405年开始，郑和先后七次奉旨率船队远赴西洋，航线是从西太平洋穿越印度洋，直达西亚和非洲东岸，途经30多个国家和地区 。他的航行比哥伦布发现美洲大陆早87年，比达?伽马开拓从欧洲绕好望角到印度的航海路线早92年，比麦哲伦率领船队首次环航地球早114年 。
在世界航海史上，郑和船队开辟了贯通太平洋西部与印度洋等大洋的直达航线 。据英国著名科学史家李约瑟博士估计，1420年间明朝拥有的全部船舶，应不少于3800艘，超过当时欧洲全部船只的总和 。对于当时的世界各国来说，郑和船队从规模到实力，都是无可比拟的 。郑和下西洋时间之长、规模之大、范围之广都是空前的 。它不仅在航海活动上达到了当时世界航海事业的顶峰，而且对发展中国与其他国家的友好关系，做出了巨大贡献 。
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