GPS，钢铁人也用的上的平民科技
- 发表时间：
- 2017-04-26 09:55:07
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颱风来袭，笼罩在暴风圈威胁中的民众，心中最期待的，莫过于超级英雄的来临。远在太平洋彼岸的钢铁人接到消息，片刻不停飞到现场，但风雨飘摇中，身上的高精密雷达受到干扰，无法发挥作用。徘徊在灾区，看着土石流湍急，却苦无方向的指引，前往受灾户的正确location。这时各位一定很好奇，钢铁人该如何前去拯救受困的灾民？
此时头盔中的神经机械学界面传来一则讯息，来源是中央气象局︰「钢铁人，或许您可以考虑使用GPS定位系统，它是Global Positioning System，呃不是Girl’s Pose Sexy…」
GPS的前世今生
1958年时，美军开始研究一种子午仪卫星定位系统，1964年正式开始使用。该系统由5到6颗卫星组成星网，虽然每天可绕行地球13次，但定位精度方面不能尽如人意，也无法给出高度资讯。虽然如此，子午仪系统让国防部对卫星定位得到了初步经验，为将来的GPS发展埋下了伏笔。
随后，美国海军和空军分别投入了相关研究。只是海军的「Tinmation」全球定位网计划提供2维定位精度较低，空军的「621-B」计划能提供较高精度却过于复杂，且由于同时研制两个系统耗资甚鉅，所以1973年美国国防部将两者合而为一，由卫星导航定位联合计划局（JPO）领导，并将办事机构设立在洛杉矶的空军太空处。包括美军、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚代表，都是该机构的成员。
最初的GPS计划就在JPO领导下诞生了。该方案在互成120度的六个轨道上，各放置4颗卫星，让地球上任何角落，都能观测6至9颗卫星。但由于预算紧缩，必须减少发射数量，于是将卫星减为18颗，分布在互成60度的6个轨道上，但这样的作法，却造成定位的准确性降低。1988年进行了最后一次修改，将21个运作卫星和3个备份卫星，分配在互成30度的6条轨道上，这也是现在GPS卫星所使用的运作方式。
值得一提的是，GPS信号分为民用的标准定位服务（SPS，Standard Positioning Service）和军规的精确定位服务（PPS，Precise Positioning Service）两类。由于SPS使用毋须任何授权，美国担心敌对国家或组织会利用SPS发动攻击，故在民用讯号中加入人为的选择性干扰（即SA政策，Selective Availability）以降低其精确度。当时在正常定位下，3D定位误差大概在半径30-50米左右，若有随机性的选择干扰出现，则误差会增加到半径100-200米以上，此时使用者往往不知误差已变大。
到了2000年5月，柯林顿总统于第二任总统期间，决定取消对民用讯号的选择性干扰，并提升定位准确度，将正常3D定位的误差降至半径10米以内。虽然美国政府仍有但书，即在有需要的状态下，可对特定地区进行干扰，以降低当地的定位精度。但到目前为止，绝大部分的状况是不受干扰的。而当时的开放政策，也造就可携式汽车卫星导航仪(PND)与手持式卫星导航仪(Handheld)的快速发展与应用，成为消费性电子产品的当红炸子鸡，对人们生活产生极大的便利。
只有GPS，没有距离
…看完讯息，原本束手无策的钢铁人，脸上终于露出一抹欣慰笑意。拿出胸前的微型电弧反应炉，开启置放在里面的GPS接收机，随即和太空中的24颗GPS卫星连线，透过三角测量原理，计算出自己和受灾户的相对位置，并规画出正确的方向，以及最短的距离…然后你知道的，就如同许多超级英雄电影的结局，透过GPS的协助，钢铁人最后顺利救出了灾民。
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