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      GPS的誕生

      2015-05-14 13:11:46史蒂文·約翰遜
      讀者·校園版 2015年19期
      關(guān)鍵詞:監(jiān)聽巴赫多普勒

      史蒂文·約翰遜

      1957年10月,第一顆人造衛(wèi)星被發(fā)射上天。在美國馬里蘭州勞雷爾的應(yīng)用物理實(shí)驗室,一個星期一的早上,衛(wèi)星環(huán)繞地球飛行的消息剛傳開,所有這些物理怪才都在那里想:“我的天哪!真是難以置信。”其中的兩個20多歲的研究人員在食堂閑聊。他們是圭爾和維芬巴赫。其中一個人說:“有誰想過監(jiān)聽這個東西嗎?你知道,人造地球衛(wèi)星在太空,顯然在廣播某種信號。如果我們調(diào)對頻率,我們也許可以聽到它?!庇谑牵麄兯奶幭蛲麓蚵?,大家都說沒想到過這樣做,這是一個有趣的想法。恰巧,維芬巴赫是一個微波接收專家,在他的辦公室設(shè)有小天線與放大器。他們回到維芬巴赫的辦公室,開始試著用設(shè)備與衛(wèi)星連接。過了幾個小時,他們真的找到了信號。當(dāng)這兩個家伙正坐在那里收聽這個信號時,人們到他們的辦公室參觀,有人說:“這很酷。我們能聽聽嗎?太好了?!?/p>

      不久之后,他們認(rèn)為:“這是歷史性的一刻。我們可能是在美國聽到它的第一批人,我們應(yīng)該記錄下來?!庇谑撬麄冇靡粋€大而笨重的模擬磁帶錄音機(jī)錄制這些信號。他們開始寫下每個小信號的日期和時間。他們想:“頻率變化很小,如果我們利用多普勒效應(yīng),做一些基本的數(shù)學(xué)計算,也許可以計算出衛(wèi)星的運(yùn)行速度?!比缓笏麄冞€做了別的一些嘗試,并和有其他專長的同事交流。他們說:“我們覺得可以用多普勒效應(yīng)的斜率,算出衛(wèi)星離我們的天線最接近和最遠(yuǎn)的位置?!?/p>

      最終,他們得到了使用新UNIVAC計算機(jī)的許可,他們開始進(jìn)行更多的運(yùn)算。在三四個星期后,僅憑監(jiān)聽衛(wèi)星信號,他們便計算出了衛(wèi)星的精確軌跡。而這一切,都基于他們在早餐時受到的啟發(fā)和產(chǎn)生的靈感。幾個星期后老板對他們說:“你們已經(jīng)從地面上的已知位置找到了衛(wèi)星的未知地點(diǎn)。你們能反方向去做嗎?如果知道衛(wèi)星的位置,能找出地面上的不明地點(diǎn)嗎?”他們想了想說:“也許可以,讓我們算一下?!庇谑撬麄兓厝ラ_始研究。

      這就是全球定位系統(tǒng)(GPS)的誕生過程。30年后羅納德·里根將其公開,使其成為一個開放式平臺,任何人都可以借此創(chuàng)造和革新,開發(fā)新的技術(shù),并向所有人開放。而現(xiàn)在,我保證你所在的房間里,至少有一半人口袋中的電子設(shè)備現(xiàn)在正和外層空間的這些衛(wèi)星聯(lián)絡(luò)。

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