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导航对于航行至关重要,中国将奋起北斗星挑战GPS

幽幽龙仔
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在几百年前的大航海时代,船舶在茫茫大洋中定位,主要靠辨识地球的经纬度。纬度可以根据北极星和南十字星座借助测量仪器,通过一系列计算求出。

经度的获取就比较麻烦了。举个简单例子,假设我们在赤道上,经度每差1度,实际距离是111公里。我从东经1度到东经2度,就可以转换为沿赤道向东行驶111公里的路程问题。速度乘以时间就可以知道路程,而速度相对较容易知道。

关键是对时间精度的要求非常高,差之毫厘可能谬以千里。当时的能工巧匠为了制造出误差小于法案规定的2分钟的航海钟煞费苦心。这其中的佼佼者就是出生在英国约克郡木匠世家的约翰·哈里森(John Harriso;1693—1776)。他耗费40余年,先后制造出五台精准的航海钟,最出色的是1759年完工的H4,误差仅有5秒。

后来,六分仪的发明与普及,使纬度的测量也更加精准、便捷。

直到20世纪初,航海钟、六分仪、天文星图都是船舶在大洋中航行必不可少的。

斗转星移,人类社会进入了航天时代。1957年10月4日前苏联发射了人类首颗人造卫星——“斯普特尼克一号”,叩开了深邃宇宙的大门。随后,许多国家纷纷发射了自己的人造卫星。

人造卫星用途广泛,不仅可以对地球大气进行观测,用作灾害气象预警。还可以转播电视节目,用于通信。军方甚至利用高高在上的人造卫星对他国进行军事侦查。当然,人造卫星还有一个于军于民都非常重要的用途——卫星导航。

美国的GPS即定时测距导航卫星全球定位系统(Golobal Positioning system),它是卫星导航的先驱,也是如今的霸主。

美国于20世纪70年代由海陆空三军联合研制,经过20多年的建设,至1994年3月,24颗GPS卫星已布设完毕,全球覆盖率高达98%。

GPS卫星在太空中不断发射带有时间和位置的无线电信号。地面使用者用接收机(如手机、汽车或轮船的导航设备等)收到此信号要比卫星发射信号的时刻有所延迟,将时延乘上光速便能得到距离,进而确定地面使用者所在的具体位置。

中国也是航天大国,在中华儿女不懈奋斗之下,于1970年4月24日成功进入太空的“东方红一号”,甚至比昔日“日不落帝国”英国的第一颗人造卫星“普罗斯帕罗号”还早上一年有余。后来,我国的航天事业发展也在世界航天界有一席之地。

20世纪90年代初,国家终于下定决心研发中国人自己的卫星导航系统——北斗卫星导航系统。

我们下次再聊。

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