我在哪?这是一个简单又深奥的问题。
1 往天上看
很早很早以前,男人外出打猎,追着猎物一整天,到晚上了,怎么找到回家的方向?看天上的星星,男人发现天上像勺子一样的北斗七星,以及用它来找到北极星的方法,以次来确定方向(这里注意,这个只是定向,定位还远不够),来找到回家的路。
男人出门打个猎,粗略的判断一个方向,再加上地理地貌,江河山川,自己摸回老家问题都不大。可是男人吃饱了不想局限于自己家门口这一亩三分地,还想远渡重洋,到大海那边去看看有少好吃的,但是大海上,茫茫一片,啥参考都没有,怎么办?航海时代的开启,促进了人们的创造力,六分仪被发明了出来,用来测量远方两个目标之间夹角的光学仪器。通常用它测量某一时刻太阳或其他天体与海平线或地平线的夹角﹐以便迅速得知所在位置的经纬度。
再后来技术的不断发展,男人们之间要打架,需要互相扔二踢脚,但是二踢脚自己带的陀螺定位太差,怎么精准的把二踢脚扔到对面老巢呢?还是得向天上要答案。
2 天上的卫星给你答案
我们都知道无线电通信中用三个基站就能定位出目标,差不多意思就是你和三个已知点位的通信基站发信号,通过信号传输可以得出你距离三个基站的距离,那么以三个基站为圆心,按照通信测量的距离为半径,画个圆,交汇点就是你的位置。
哈,问题解决了,男人准备在地球上架上三个高塔当信号基站,但是建着建着,发现不对劲,地球TMD是个圆球,无线信号可不会自己转弯啊,要是这个整,得在地球上整个万八千个基站,那得花多少钱啊?怎么办,唉有了,用咱家得二踢脚将通信基站发到太空去不就可以了吗?的确是个办法。
但是同样有个问题,太空中卫星相互间时间基准总是对不齐,咋整,男人想了妙招,咱不用三颗卫星定位,咱再加一颗卫星,这样就能把计算距离(学名叫伪距)中的时间误差给消除了,也就是任意时刻都能接收到四颗导航卫星信号就可以了,绕地球发射20~30颗卫星就能实现这个目标,男人掐指一算划得来,这就建起了全球卫星导航系统(Global Positioning System )。
后来男人上班开车发现这玩意可以用来给车导航,所以就有了林志玲陪你开车的的故事了。
这里要说明一下,卫星导航不是天上的卫星告诉你在哪里?(地上那么多人,他忙得过来吗),而是导航卫星一直在向外发射信号,告诉你它在哪里,你接收四颗卫星信号后自己算出来你自己的位置的。
插一句,GPS老美建的,但是老美坏得很,给别人用都会人为加入误差,降低精度,而且看你不听话,还给你时不时把信号关了。所以我们大力发展了自己的北斗卫星导航系统,关键时刻不用看别人的脸色。
3 GPS在地球以外好使不
GPS地球上好使,地球以外好使不,不好使。那咋办?凉拌。其实宇宙中有很多类似我们人造的导航卫星一样的星体——脉冲星。
这是一类高速自转的中子星,具有极其稳定的周期性,其稳定度优于10负19次方(小数点后19位,你说精度高不高),被誉为自然界最精准的天文时钟。因此,脉冲星能够成为人类在宇宙中航行的“灯塔”,可以为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航信息服务。
有人问,这玩意会不会上宇宙高等文明建立的宇宙导航定位系统呢?很有可能。
4 最后
今天过后,通信行程卡就要和我们说拜拜了,通信行卡定位也差不多是这么个技术原理。另外,通信行程卡还能依靠GPS、wifi等多源信号进行融合,来综合判断你的位置。
所以说,要知道“我在哪”这个问题,是不是说起来既容易又复杂。