一星球球课堂除去定位和导航以外 GPS还能做的五件你不知道的事


_本文原题:除去定位和导航以外 GPS还能做的五件你不知道的事
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说到GPS大家一定不会陌生 , 它就是传说中的全球定位系统的简称 。 在写这篇文章之前 , 我也跟你一样 , 认为GPS的功能就是定位和导航 , 毕竟在智能设备大量普及的今天 , 这是大家都再熟悉不过的功能 。 然而 , 作为现代导航系统基础的GPS , 能做的事情比你想象的多很多!
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现在世界上知名的几种全球定位系统 , 都是由一组向地球表面发送信号的卫星和地面上大量GPS接收终端组成 , 现在你握在手里看我的文章的手机就是其中之一 。 GPS工作的大致原理 , 就是通过终端接收到的不同卫星信号之间的时间差 , 来计算你的位置 。 由于各颗卫星的时钟完全同步 , 因此GPS技术的定位精度往往能够达到1到10米之间 。
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GPS给人们带来的最大便利就是定位和导航 , 在过去的十年里 , 随着技术的不断更新 , GPS能完成的任务早已突破了我们的想象 。 先进的GPS技术 , 能帮助科学家们了解地震时的地壳移动 , 能为山洪暴发和火山爆发提供预警 , 还可以将GPS接收器改造成雪地传感器、潮汐计和测量地球的其它工具 。
地震评估和预测
几个世纪以来 , 科学家曾经一直依靠地震仪来评估地震的震级和严重程度 , 现在GPS完全能胜任这一切 。 GPS接收器能跟踪发展速度更慢的地质过程 , 例如地球上巨大的地壳板块在板块构造过程中的相互摩擦 , 正因为这样 , 科学家们发现了圣安德烈亚斯断层的相对两侧正以何种速度相互滑动 。
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很多研究人员认为 , GPS根本无法精确、快速地测量出地震的位置 , 从而无法用于评估地震 。 但事实证明 , 科学家可以从GPS卫星传送给地球的信号中发现隐藏的信息 。
通过提高GPS接收器更新其位置的速度 , 可以让GPS以超过每秒20次的速度不断刷新 , 这让研究人员能用更快的刷新速度和精确测量 , 来研究地震期间地面是如何移动的 。 通过GPS技术 , 科学家发现2003年发生在阿拉斯加的7.9级地震和2011年发生在日本的9.1级地震 , 海底的构造板块都移动了几十米 。
如今 , 通过GPS技术 , 科学家们能在地震开始后几秒钟内 , 判断出地震的震级已经可能带来的危害程度;同时 , 以GPS技术为基础的地震预测系统已经初具雏形 , 该系统可以探测到地面的微小震动 , 使提前预防地震和海啸的到来成为可能 。
火山监测
GPS系统还能帮助科学家们在面临其他自然灾害发生时更快地做出反应 , 比如火山爆发 。
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如今 , 许多火山观测站在它们监测的火山周围都布置有GPS接收器 。 当地壳深处的岩浆开始向地下移动时 , 通常也会导致地表移动 。 通过监测火山周围的GPS接收器是上升还是下沉 , 研究人员就能知道岩浆在哪里流动 。 在去年夏威夷基拉韦厄火山大喷发之前 , 研究人员通过监测附近地表的移动情况 , 提供信息并帮助当地居民安全撤离 。
即使在火山爆发后 , GPS数据也可能有用 。 由于信号从卫星传到地面 , 信号必须通过火山喷射到空中的物质 。 研究人员分析了几年前阿拉斯加州雷道博特火山喷发后的GPS数据 , 发现喷发开始后不久 , 信号就会失真 。 通过失真的GPS信号 , 科学家们可以估计出火山灰喷出的量和速度 。


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