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。郑和宝船在动力推进系统的桅帆和桨橹这两个重要环节采用了独特的设计。“福船”与帆橹中国古代造船技术发展到明代，已经产生了沙船、广船、福船三种海船船型。
明代航海发达，那船上的指挥系统是什么样子的？船队之间又如何沟通的？
明永乐三年（1405年），伟大的航海家郑和，奉明成祖朱棣之命，首次率领庞大的船队起锚远航，出使中国南海以西的国家和地区，史称“郑和下西洋”。610年过去了，当我们站在长151.18米、宽61.6米的“宝船”模型前，当我们再次扬帆远航、重走海上丝绸之路时，不禁要感叹中国古代那些先进的造船和航海技术。“福船”与帆橹中国古代造船技术发展到明代，已经产生了沙船、广船、福船三种海船船型。
沙船是方头方梢平底的浅吃水船，多桅多帆，长和宽的比值较大。广船最有特点的地方是其张开如折扇的帆形，此外，其在中线面处深过龙骨的插板也为减缓船只的摇摆起到一定作用。福船是一种尖底海船。 古代福船“高大如楼，底尖上阔，首尾高昂”，两侧有护板。全船分四层，下层装土石压舱，二层住兵士，三层是主要操作场所，上层一般用来作战。
郑和下西洋时所使用的宝船正是采用了福船的船型。郑和下西洋时，使用方位和时间标示地点。比如《郑和航海图》中所载“太仓港口开船用丹乙针一更平吴淞江，用乙卯针一更到南汇嘴”，就是说“从太仓港口开船沿105度方向航行，一更时间到吴淞江，再往97.5 度方向航行，一更时间到南汇嘴”。除此以外，计程仪、测深仪等航海仪器，海图、针路簿等航海地图都是当时先进航海技术的组成部分。
郑和的船队，白天用指南针导航，夜间则用观看星斗和航海罗盘定向的方法保持航向。由于对船上储存淡水、船的稳定性、抗沉性等问题都进行了合理应对，所以郑和的船队能够在“洪涛接天，巨浪如山”的险恶条件下，“云帆高张，昼夜星驰”，很少发生意外事故。白天以约定方式悬挂和挥舞各色旗带，组成相应旗语；夜晚以灯笼反映航行情况；遇到能见度差的雾雨天气，则用铜锣、喇叭和螺号用于通信联系。
在利用风力航行的时代，除了船型，船舶动力也是我国古代船舶技术高度发展的标志之一。郑和宝船在动力推进系统的桅帆和桨橹这两个重要环节采用了独特的设计。首先，与当时欧洲帆船采用的分段软帆不同，郑和宝船在总体设计上采用纵帆型布局、硬帆式结构，帆篷面上带着撑条，相当于筋，可起加固作用。这种帆虽然较重，在升起时比较费力，但却拥有极高的受风效率，可使船速提高。
并且桅杆不设固定横桁，可适应海上风云突变的情况，调戗转脚灵活，能有效利用多面来风。其次，郑和宝船在两舷和艉部设有长橹。这种长橹入水深，橹在水下半旋转的动作类似今天的螺旋桨，推进效率较高。在无风的时候也可以保持相当航速，而且适应在狭窄港湾、拥挤水域航行。“过洋牵星术”和“海道针经”郑和船队在观测天文气候、辨别方位、确定航线等航海实践中，进一步丰富、积累了航海的知识和经验。
那个时代的人正是通过对这些知识、经验的总结，使明初的航海技术在宋元以来的基础之上，有了更进一步的发展。在记载郑和船队有关航海技术的《郑和航海图》中，保存了大量关于航海路线、沿途海流、水深、礁石分布、停泊地点以及指南针、天文导航的丰富资料，成为前人留给我们的一份珍贵的历史文化遗产。由《郑和航海图》可知，郑和在航行时使用了“过洋牵星术”和“海道针经”，这在当时是最先进的航海导航技术。
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。
