郑和航海图今析
1．郑和航海图的历史背景与成图时间
郑和航海图被收集于明代茅元仪编辑的《武备志》卷二百四十。
茅元仪的郑和航海图序言，十分简要，只有142个字。值得注意的是，其中写有“当是时臣为内竖郑和，亦不辱命焉”句，由此可知此图与郑和下西洋有关。再看图首，知该图原名为“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图”。图中又有“太仓港开船用丹乙针一更船平吴淞江”和“用丁午针船取五虎山”等记述，还看到有进出占城国的航迹。今知太仓南有刘河，在刘河口设有刘家港巡司。五虎山是进闽江到长乐必经之地。这些记录与明史“自苏州刘家河泛海至福建，复自福建五虎门扬帆，首达占城，以此偏历诸番国”的记载相符。再从图记诸番国名亦与明史所列相当。由此可知，此图为郑和航海图无疑。
《武备志》成书于公元1628年，与郑和第七次下西洋相差仅二百年，这在历史长河中是瞬间之差，因此其资料也是可信的。
郑和第七次下西洋的时间是在明宣德六年(1431年)至宣德八年(1433年)。期间，其分船队到过天方即今之吉达港。而在郑和航海图中却没有标明；图首标有建于洪熙元年(1425年)的“净(静)海寺”。由此推知该图成于1425～1430年间，即在第六次下西洋回国后的9年休息期间，是有条件坐下来将六次下西洋的航行经验作一归纳性的总结。至于出于谁之手，无考。但可以这样说，由郑和船队的火长、阴阳官们集体创作，是合乎逻辑的。
2．郑和航海图中涉及的词语
郑和航海图中配有文字记事，犹如今天航海日志中的航行记录，记录了当时使用的航向、航程、水深以及测得的天体水平高度的数据。但使用的词语是古代的，有解释的必要。
2．1 针，即是航向。古代罗盘上共刻有24个字，每字一格。24个字以天干、地支为主，配以八卦名而成。为避免天干中的戊、已与地支中的戌、巳相混淆，不列戊已，以八卦名相补。
每格合圆周角15°。每格正中为整度，如指在子字正中，即为0°或360°。左右两根边线各为7．5°，如子字左边线为352．5°，右边线为7．5°。
2．2 丹(单)针。即指字之正中，如“丹丑”即为30°。两字相连即指边线，如“卯乙”即指卯与乙之间的边线，为97．5°。
2．3 更。是计算里程的单位。可以是里，也可以是时间。在“东西洋考”、“西洋朝贡典录”、“海田闻见录?和“台海使差录”等书中，都谈到定更数的方法。二昼夜分成十更，以里程计算，二更为四十至六十里；以时间计算，一更为2．4小时。以此计算，每小时约4．5～6．75海里，近似帆船的速度。
2．4 托。是计算水深的单位。一托平均合5．5尺或1．68公尺。
2．5 打水。以系有重锤的绳子测量水深称打水。
2．6 取。船首指向或欲走的航路。如取黄，山即将船首指向黄山；船取孝顺洋即走孝顺洋航路。
2．7 平。船身与物标横平，即现代说的正横。
2．8 指。用牵星板测定天体水平高度的单位。
2．9 牵星板。测量星体高度的工具。牵星板共有12块正方板。最小一块边长为2厘米，称为一指板。最大一块边长为24厘米，称为12指板。其中每块边长相差2厘米，指数相差一指。板中有孔，可穿线绳。测天体高度时，取一合式之板，一手持板，一手牵绳，手臂伸直，使板下边缘与水平线重合，上边缘与所测天体重合。这块板的指数即为天体的水平高度。因为是牵着绳测的，所以古代称牵星，其工具即谓牵星板。
如该天体高度在两块指板之间，则另有一块象牙板，削去四角。其中一角削去边长的1／4称一角，第二角削去边长的1／2称二角，第三角削去边长的3／4称三角，第四角削去边长的1／8称半角。如测定天体的高度不是整指数，则就用象牙板与牵星木板配用，测出角的附加值即可。
牵星板的原理，即是现代三角学中的正切关系。因牵星板的高度是固定的，而人的手臂长度是不一样的，测出结果也会不一样。有人认为1指等于1．6°，也有认为1指等于2．5°，道理即在于此。因此，牵绳的长度必须统一，这是十分重要的。
2．10 过洋牵星图。过大洋时测量天体高度的记录图。
3．郑和航海图的绘制和读图
郑和航海图是我国仅存的一张古代航海图，是十分珍贵的。该图的绘制似乎是以山水画酌长卷方式绘制成的。六百年前能将东南亚、印度洋、盂家拉湾、阿拉伯海、部分红海，非洲东岸的广大水域，数千海里的航程，浓缩在卷幅之间，十分壮观。该图投有现代制图的经纬坐标和度量比例，也无固定方位，完全是以我为准，凭直观感觉绘制成的对景图。绘制虽然粗简，但能将沿途山峰、岛屿、城市、宝塔，甚至礁石，标志详尽，再加上说明，可以据此航行。这在帆船时代，很具先进性和实用性。
绘图基本上是以南下、东、西行时，在右舷侧，面向陆地为准，分上下、左右，记下目视到的景物。为了浓缩篇幅，不致浪费，有因纸制宜、补缺填空的做法。因此，读图者必须要有水域的地理概念和熟悉古今地名的知识，才能得心应手。
现取郑和航海图的局部一页为例，如图(一)初看该图十分茫然，现将几个主要古今地名列表对照，如下：
由此可知，这是一张跨纬距32．5°、经距52．4°的包括整个北印度洋、孟加拉湾在内的广大水域的航海对景图。如再把该图顺时针方向旋转90度来看：左侧一排山地是今非洲东岸的北部；中间一串岛屿即是被誉为印度洋上明珠的马尔代夫等珊瑚环礁；右侧二排山地是印度半岛，左侧是东海岸，右侧是西海岸；下面的大岛即是锡兰岛。唯吉大港与实际位置不符，这即是前述的补白了。再看一段文字记述，“官屿溜用庚酉针一百五十更船收木骨都”。意思是说，自今马尔代夫的马累，驶航向262．5°，航行15天或约1600海里航程，即到达今索马利的摩加迪沙。这样一来，北印度洋的广大水域就跃然在眼前的尺幅之纸上了，见图(二)。
4．郑和船队的航海技术
航海技术是指航海人员在航海实践中采取安全到达目的地的手段。这些手段随着时代发展而不断更新。郑和船队的随行人员巩珍编著的“西洋番国记”的自序中说“往还三年，经济大海，绵邈弥茫，水天连接，四望迥然，绝无纤翳之隐蔽。惟日月升坠，以辨西东，星头高低，度量远近。斫木为盘，书刻干支之字，浮针于水，指向行舟。经月累旬，昼夜不止，海中的山屿，形状不一，但见于前，或在左右，视为准则，转向而往，要在更数起止，计算无差，必达其所。”这是对郑和船队航海技术的综合记述。含有罗经指向、物标导航、天文定位、计程等的航海手段。从郑和航海图可窥其全豹。
4．1 打水避险
郑和航海图有“船取孝顺洋一路打水九托平九山”之句。孝顺洋在今浙江象山港外的牛鼻山水道一带；九山即象山港外的韮山列岛。出双屿门沿牛鼻山水道南下，要防止误人西侧的大野猪、大红岩、鲳鱼等礁区。从今图上看要保持在8米以上的海图基深才能安全。六百年前，该航区水深要深得多，才说要一路打水九托安全到达九山。当时没有海图，却能知道打水避险，有其时代的先进性。
4．2 确算潮时的技能
图中又有“取霍山用丹午针入西后门”句。霍山即今杭州湾之东霍山，西后门即西侯门。众所周知西候门宽不到一海里，最大流速7节，是有名的急流漩涡区，至今仍被视为低速船的畏途。郑和船队南下通过西候门必须选择在涨潮末缓流的最佳时间通过。这个最佳时间是要通过正确的潮时计算获得的。虽然，记述中没有直说计算潮流，但可推知，当时郑和船队的舟师们如没有丰富的地方知识，进行正确的对景定位和熟练的潮时计算技能，是不敢贸然闯西侯门的。
4．3 地文航海术的综合运用
图内有段记事“东洛门内过，用庚申及坤申针，一更船平凤凰山，过南己山打水十三托，用坤未针，三更船取台山内过”。东洛山即浙江沿海的北几山，南己山即南几山，东洛门指南几山和北几山间的航道。凤凰山同今名，台山即台山列岛。庚申、坤申和坤未针相应为247．5°、232．5°和227.5°。一更为16．2海里，三更为48．59海里。一托为1．68公尺，十三托为21．84公尺，扣除2．6公尺潮位，合海图基深为19．2公尺。据此潮流推算，作矢量图，在今图上复原，如图(三)。如将右下角的郑和航海图向逆时针方向转45°，其地形位置布局即与今图相似。
可得相应航迹向为252°和214°，相应航迹速为7．1节和5．2节，即图中的AB、BC两线。转向点B，海图水深为18．0公尺和十三托基本相符。仅此一段记事，即反映了郑和船队已能运用罗盘定向、对景测位、测深推位、流压预测、行程推算等多种航海手段的综合运用，且其精确度甚商。其运作在十五世纪已有相当高的水平。
4．4 季风的利用
郑和七下西洋的往返时间如下表：
由上表可知，郑和七下西洋的时间基本是秋冬出航，夏季回国，十分符合航区的季风规律。
南海。九月至次年五月受东北季风影响，平均风力4～5，以十二月份最强可达8级。五～十月受西南季风影响，风力约2～3级。受季风影响，又发生了相应的海流。
北印度洋。冬季十月至次年三月盛行东北季风，其中十一月至明年一月最强。平均3～4级，最大6～7级。夏季五～九月，盛行西南季风，其中七～八月最强，平均5～6级，最大可达7～8级。受季风影响也发生了相应的海流。
由此可知，郑和下西洋的出航和归航时间，完全按航区的季风规律制订的，使往返全程都处在顺风、顺流的有利时间，这是充分利用季风规律的实例证明，是我们祖先航海活动实践经验的积累和发展，是十分科学的。
4．5 天文航海的雏形
郑和航海图中有20多处标有牵星高度的注说，其后还附有四幅过详牵星图。第一幅是自龙涎屿(今韦岛西北的龙多岛)经锡兰到忽鲁谟斯(今霍尔木兹岛)，第二幅是从古里(今卡利卡得)到忽鲁谟斯，包括丁得巴昔(今丹迪锚地)开洋到沙姑马山(今海米斯山)，第三幅是从忽鲁谟斯回古里，也包括有沙姑马山开洋到丁得巴昔，第四幅是锡兰回苏门答刺。四幅牵星图正是这四条航线上的牵星高度记录。
被测量的星体只有十颗，如下表：
从上表可以看到这十颗星的方位基本上分布在南、北、西和东北四个大方位。用现代天文航海的观点看，有以下几个特点。
4．5．1 在正北方位附近的星体高度，可用北极星求纬度的方法求出其纬度或纬度线，就可知道船的南北位置。
4．5．2 在南天及其附近的星体高度，可用太阳中天、近中天的方法也可求得其纬度或纬度线。这些星的方位与北天的相反，可起到相互校核作用。
4．5．3 在西天的一些星，可用星体通过卯酉圈时的方法求得其与子午线相平行的船位线，即经度线。可知船的东西位置。
4．5．4 在其他方位上的星，如织女星可用截距法画出其船位线。
由上可知，可以画出三根交角十分理想的三根船位线交会，定出正确的船位。
过洋牵星图的作用不是从上述程序来计算船位，而是经验积累。即在某地已经知道这些星的高度——指，然后来对号入座。只要观测到这些已知星的指数，就可知道已到了这个地方，可以收港了。如果纬线到了而经线未到或反之，则用罗针调整到位。当然这里还有季节时间的差异，好在郑和船队的航行是跟季风走的，基本是这个季节的情况，所以出入虽有但不会太大。在帆船时代已是足够的了。
这里看到了天文航海的雏形，在六百年前能有如此的成就，这是走在时代前列的象征。
通过上述这些描述，可说明六百年前郑和船队已掌握了高超的航海技术，为古代的航海事业作出了卓越的贡献。
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