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2011年09月21日 星期三
中青在线

GPS喊你回家吃饭

本报记者 赵涵漠 《 中国青年报 》( 2011年09月21日   11 版)

    人类已经无法阻止全球定位系统(GPS)了!

    这当然并不意味着,如果汽车里没有安装那个扑克盒大小的装置,司机就肯定会一脸迷茫地找不到回家的路。事实上,GPS潜入地球的程度,远比你想象的深——

    电力公司依靠GPS卫星发送的精确时间信号控制电力供应,金融机构则利用它安排各种交易。在一些发达国家,它帮助农民进行更加精确的播种、收割和粮食加工。自然灾难发生时,GPS帮助救援机构迅速到达受灾人群所在的地点,挽救无数的生命。

    GPS可不是只会指引你按照精确的路线,从家一路开车抵达饭店用餐。它同时还能负责为炸弹定位,引导美国及其盟友的导弹落向2000英里外某个国家里、某个只有饭桌大小的目标。战争中,这项应用将使成千上万的平民免于血腥屠杀。

    噢,万能的GPS!

    现在,人们似乎很难去想象一个没有GPS的时代,尽管这个时代离我们并不遥远。甚至就在上个世纪50年代,以设备精良著称的美国海军也常常在坏天气里抓瞎。每当出现阴雨或大雾,战舰或潜艇就会偏离航线,驾驶员不得不靠猜测和观察天上的星星来确定自己的位置。

    如果不是被对手苏联狠狠地惊吓了一下,美国恐怕不会开展对GPS系统的研究。1957年10月,苏联宣布成功将人造卫星发射到地球轨道。尽管这颗卫星的个头很小,但它毕竟是第一个抵达地球轨道的人造卫星。全美国都为自己曾经小觑对手而倒吸了一口凉气,过去,他们一直认为这个冷战对手在科技研究方面不及自己。

    当政治家们陷入恐慌的时候,约翰·霍普金斯大学的科学家却忙得不亦乐乎:他们在实验室屋顶组装了一个监听站,收听人造卫星的信号。尽管只能传来简单的“哔”声,但科学家们注意到,人造卫星发射的无线频率一直在变化。他们同时也意识到,通过监控这种变化可以掌握卫星的准确位置。

    这一切都被应用物理学家弗兰克·麦克卢尔发现了。天才总是喜欢调头思考:“如果你能发现卫星在那儿,那你们就同样可以把这个问题颠倒过来,计算出你自己身在何处。”

    1964年,这个系统开始运行,它最初的实验者是北极星核潜艇舰队,后来应用在数千艘战舰、货船和私人船只上。

    如今已经76岁的布拉德·帕金森曾是开发GPS的一名工程师。他回忆说,当时他们负责找出一种办法,让卫星能够发送特别精确的时标,因为如果接收器知道它接收每个信号的确切时间,就能算出卫星当时在哪里,以及自己的相应位置。

    帕金森还记得,在这个攻关团队位于洛杉矶的基地里,实验室墙上贴着一张“鼓劲儿的标语”:“千万别忘了!我们的使命就是将炸弹5次扔进同一个洞里,并为此制造出一套便宜的导航系统!”

    这是一个极其漫长的研究过程。直到1990年,这群幕后英雄的工作才被世界所知。那一年,海湾战争爆发,人们在电视上看到导弹飞到空中,在极高的速度中消失在远方,朝着遥远而精确的目标飞去。

    那一天,世界为此目瞪口呆。

    如今,即便对一个普通人来说,GPS也不是个什么高深的词语了。可它绝不是一个所向披靡的系统。

    甚至恰恰相反,GPS信号有着“令人难以置信的脆弱”。牛津大学和布里斯托尔大学软件工程学客座教授马提尔·托马斯在一份研究中提出警告:外太空一次强烈的太阳耀斑,或是地球上配有原始干扰发射台的恐怖分子,都可以轻松对它造成破坏。

    他甚至发现,单单将一台50瓦的干扰发射台放在某个高处,就能“入侵”整个南英格兰所有与GPS相关的服务,令银行、电厂和机场等部门陷入崩溃。一个并不算危言耸听的说法是:如果恐怖组织想毁灭整个地球,他们甚至可以攻击GPS总部。

    好在,这个星球上,至少有一支默默无闻的队伍在保护着万能的GPS,那就是隶属于美国空军的第二航空作战中队。他们负责每天跟卫星进行70多次联络,如果有卫星偏离轨道、出现故障,他们就要把它“停泊”到一个安全地方进行修理。

    为了保护万能的GPS,这并不是个轻松的工作。有人抱怨,“情况紧急时,甚至没有时间上厕所。”

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