一、速差導航技術的基礎。

速差導航技術基于內河水流如下規律：

1、內河水始終是流動而不是靜止的，盡管枯水期流速很小。(斷流例外)

2、內河水在流動中，盡管有旋渦和逆流，流向極其復雜，但在任意過水斷面上的綜合向量始終朝向下游。

3、根據內河水流流速和流向的變化特點，我們將內河水流分為軸流和邊流。邊流是靠近河床底壁和邊壁的水流。軸流則是靠近河道中心部位的水流。在邊流中，水流方向比較復雜，水流速度相對緩慢。在軸流中，水流方向比較接近，水流速度相對較大。一般來說，河床平整，流速較小，邊流范圍相對較小，而軸流范圍相對較大。相反，河床復雜，高低不平，且流速較大，則邊流范圍相對較大，軸流范圍相對較小。值得指出：邊流和軸流之間沒有絕對界線，而且還會隨著河床和流速的變化而變化。

4、軸流由許多基元流束組成。在軸流表面中心有一條流束，我們稱之謂中心流束。中心流束的最大特點是流速最大。其兩側比鄰流束的流速只能小于或等于其流速。在任何情況下都不可能大于其流速。值得指出：中心流束的位置會隨著河床、水位和流速的變化而變化。中心流束還會隨著河道的分支而分支。

二、速差導航技術的原理。

根據內河水流的上述規律，當船舶在行駛中，其中軸線與中心流束相重疊時，那么船舶兩側的相對速度是相同或相近的。假如船舶中軸線偏離中心流束時(無論偏離哪一側)，那么船舶兩側的相對速度就會產生速度差。這種速度差所形成的壓力差實際上就是速差導航的直接信號。如果我們采取切實可行的綜合措施，充分利用這種極其微小的信號(本技術可以利用的這種信號可以小到一個大氣壓的百萬分之一)，同時切實消除因風浪、貨物、人員分布不均衡導致船舶傾斜所形成的壓力差影響。(這種壓力差往往高出導航信號幾千、幾萬、甚至幾十萬倍)使船舶始終行駛在中心流束及其附近，這實際上就實現了自動和安全導航。這就是速差導航的原理。現在的問題是，如何確保船舶行駛在中心流束及其附近，這卻不是一個純理論想象或紙上談兵所能解決的問題。而必須有一整套科學的綜合措施和實用可靠的零部件。下面將一一介紹。

三、速差導航技術的部件。

1、傳感器。數量兩個，分頭、體、尾部，體部直徑60毫米以上，尾部內徑20毫米左右。體部打有許多直徑10毫米左右的小孔。材料以硬質鋁合金為好。其置于船頭前三米以上，水深一米以下，相對恒定對稱位置上。其間距離一般不超出船體寬度。值得指出：傳感器在工作時不得露出水面。圖1是傳感器示意圖。圖中1是傳感器尾部，2是傳感?器體部，3是傳感器頭部。

2、導水管。

A.船體外導水管。數量兩根，長度若干米，內徑20毫米左右。要求具有高強度抗拉性。其一端與傳感器尾部相接，另一端與船體接頭相連。

B.船體內導水管。數量兩根，長度若干米，內徑20毫米左右，軟、硬均可。其一端與船體接頭相接，另一端與水倉接頭相連。

C.水倉內導水管。數量兩根，長度若干米，內徑20毫米左右。以軟管為好，而且軟管材料比重與水比重接近。其一端與水倉接頭相接，另一端與浮島接頭相連。

D.浮島內導水管。數量兩根，長度若干公分，內徑20毫米左右，以軟橡皮管為好。其一端與浮島接頭相接，另一端與抗干擾器接頭相連。

3、抗干擾器。由四個中空圓柱管和上下接頭組成。中空圓柱管內徑20毫米左右，高150毫米左右。四個中空圓柱管的中軸線應在間距相同的平面上。外圍兩個圓柱管為一組，且相互連通。里面兩個圓柱管為另一組，同樣相互連通。兩組圓柱管分別與一側導水管和氣導管相連接。抗干擾器是本技術最為關鍵的部件。無論是材料還是制作工藝均有相當高的要求。抗干擾器固定在浮島相關位置上。圖2是抗干擾原理示意圖。圖中1是抗干擾器垂直時水平面，圖中2是抗干擾器傾斜后水平面。圖中A、B、C、D分別是抗干擾器中的四個同等大小的中空圓柱管。圖中Δ5＝Δ6，Δ3＝Δ8，Δ4＝Δ7，Δ4+Δ3＝Δ8+Δ7。抗干擾器垂直時水面上容積A+D＝B+C，抗干擾器傾斜后水面上容積仍然是A+D＝B+C。

4、復合天平。由精密天平和普通天平組合而成。圖3是復合天平示意圖。圖中1是平衡刀，2是普通天平橫梁，3是精密天平橫梁，4是瑪瑙刀，5是指針，6是點光源，7是浮砣，8是U型管，9是氣導管，10是砝碼，11是水面。