地图也帮不了忙的时候——幸亏有了不起的全球定位系统

地图也帮不了忙的时候——幸亏有了不起的全球定位系统

《儆醒！》驻澳大利亚通讯员报道

年轻的远足家在酷热的天气中艰苦登山，弄得满脸是汗。她抖一抖肩膀，卸下装满求生物品而变得沉甸甸的背囊，然后小心翼翼地摊开远足地图，细心查阅。可是四周的地形却没有一处似曾相识。不久，她满心绝望不安，叹道：“不是迷了路吧！”

突然她灵机一动，于是伸手探进背囊之中，拿出一副有保护壳的仪器，接着在键盘上输入一些资料。不到半晌，她又能展开笑颜了。现在她赶快收拾行囊，像路向明确的人一般，胸有成竹地迈步上前。

远足家为什么这么快、这么轻易就能摆脱看似无望的困境，并且觅得出路呢？因为她懂得使用一个了不起的工具，这工具称为全球定位系统（简称GPS)。这个系统能让她知道自己的确实位置，并且能显示路径。这奇妙的GPS究竟是怎么样的系统呢？

GPS的全名是卫星全球定位系统，是利用导航卫星计时和测距的系统。GPS最初是发展以供美军应用的，但现在世界上无论何地何人，都可以应用这个系统。第一枚供GPS应用的人造卫星在1978年升空。现在整个系统一共用上21枚导航卫星，另外再有3枚活跃的卫星留在轨道上以备补替之用。各卫星留在离地2万零196米的轨道上，与赤道保持55度的倾斜度。根据这样的排列，在任何时候，地球表面任何一个地方都会受到起码四枚卫星所覆盖。

差之毫厘，谬以千里

人造卫星在特定、已知的时间发出射电脉冲，系统的接收器量度脉冲到达的精确时间，因而能定出自己与卫星之间的距离。脉冲到达地球需时约十一分之一秒。接收器将这个数字乘以光速，于是得到接收器与卫星之间的距离，而且准确度高得惊人。不过时间必须量度得很准确，因为仅是百万分之一秒的误差，就能使距离出现约300米的偏差！

怎样保持如此令人难以置信的精确时间呢？借着运用人造卫星内复杂的原子钟。洛格斯登在其著作《卫星全球定位系统》中解释说：“第二小组的卫星……装置了四个非常准确的时钟，分别是两个铯原子钟和两个铷原子钟。这些时钟非常稳定准确，每16万年才会快或者慢一秒。”

在实际使用时，接收器——例如在本篇起首所提及远足家所使用的接收器——会收到起码四颗卫星所发出的信号，并计算出每颗卫星彼此之间的距离。GPS系统采用这些距离进一步算出便携式接收器所处地点的经纬度和海拔高度，并将结果显示出来。定位数据要准确，就起码需要四枚人造卫星。便携式接收器轻便而且便宜，体积和价钱与手提电话差不了多少。

超越传统地图？

GPS的接收器不但能显示自己的位置，还能指引正确路向，只要能正确地输入目的地的详细资料就行了。所以，在这方面，像GPS这样的装置比大部分准确的传统地图更优胜。例如：你用地图找出路向时，参天的大树和密集的草木会影响你查阅地图的效果。其他因素，例如全无特征的区域（尤其是海洋和沙漠）、黑暗和浓雾都会令查阅地图变得困难，甚至完全无效。不过，有了GPS接收器当然不代表不需要地图，系统与地图或海图并用时，效果特别好。这系统在引导船只进入浓雾深锁的海港，在追踪繁忙码头中的集装箱，还有在其他商业应用方面，都能大派用场。

随着GPS系统不断发展，人们还进一步发掘出下列的用途：

● 追踪危险冰山

● 预测天气

● 飞机精确着陆

● 找寻沉没船只

● 汽车追踪及导航系统

● 确保肥料平均分布田间

这个独特的人造卫星系统为上文的远足家指引去路，让她能准确概览自己所在的位置，而且是在有最迫切需要的时候提供这样的信息。这还不止，她得到系统的指示，找出正确去路，终于到达安全地点。不错，当她以为自己迷路的时候，这个了不起的卫星全球定位系统帮助她摆脱了困境。

［第22页的附栏或图片］

1984年，美国俄克拉何马州商人罗恩·弗拉泰斯利用全球定位系统，在危地马拉和伯利兹的密林中，找到古马雅人村落的遗址。弗拉泰斯的方法结合了地球资源卫星图片的观察结果，和GPS的精确导航。弗拉泰斯和他的同事说：“我们能够在大概五天之内，确定在犹卡坦内，有多少马雅文明的遗迹，如果徒步来找的话，恐怕起码要一百年。”

［第22,23页 的图解或图片］

（排版后的式样，见出版物）

GPS能清楚显示

你的准确位置

经纬坐标

时间和日期

跟踪罗盘

你的海拔高度

参考地图

GPS能放大缩小，驾驶前往从来没有去过的地方时，也能引导你到达目的地

你的方位

罗盘导向装置和指示箭号能指示回家路程，并提示余下多少路程

天线

实际体积

人造卫星状况

这幅观天图显示出24个卫星中接收器能“看见”的哪几个

脉冲强度

如果若干卫星遭物件阻碍（暗影部分），接收器用替补卫星去固定位置

［第22页的图片鸣谢］