1974年,日本研製出小型磁懸浮列車,並在1985年國際科學技術博覽會上進行現場表演,約有11萬人次試乘。我國也在上海至杭州建造了一條磁懸浮鐵路,全長170千米,列車速度達到每小時500千米。建成後,乘客乘超高速磁懸浮列車,僅需20分鍾就可從上海到達杭州。
磁懸浮列車的發展前景十分美好,向超導磁懸浮列車和真空隧道磁懸浮飛車方向發展便是它的目標。超導磁懸浮列車用的是沒有電阻的超導電磁線圈,大量的電流即使經過長時間也不會衰減,又進一步提高了列車速度。真空隧道磁懸浮飛車是設想修建一條長距離被抽成真空的地鐵隧道,由於運行中空氣阻力幾乎沒有,列車速度可達每小時2郾3萬千米。當理想變成現實後,磁懸浮列車便會真的飛起來。
了不起的全球定位係統
戰國時期,我國發明了指南針,從此它便被廣泛應用於航海中,以辨別方向,不久,指南針傳到國外,也備受歡迎。1000多年過去了,科技越來越發達,指南針被更先進的儀器所代替,它就是神通廣大的全球定位係統。
全球定位係統的英文名字是“GlobalPositionSystem”,簡稱GPS係統。該係統是以衛星為基礎的無線電導航定位係統,它能測出地球上任意一點的精確坐標,包括精確的時間、經度、緯度和誤差在1米之內的速度定位,GPS係統代替了古老的指南針,被人們讚譽為“電子指南針”。
GPS全球定位係統是繼“阿波羅登月飛船”和“航天飛機”之後美國的第三大航天工程。美國國防部投資200億美元,花了近20年時間來研製它。它是專門為配合飛機、導彈、船隻和士兵運動的軍用定位和導航係統,是目前世界上最先進的衛星導航係統。GPS全球定位的成功研製和使用把傳統的導航定位技術一下推進到了電子信息導航的新時代。
GPS係統主要由3大部分組成,它們是導航衛星、地麵監控站和GPS用戶接收機。導航衛星由24顆衛星組成一個衛星星座,均勻地分布在圍繞地球的6個軌道平麵上,與地球同步運行,其中21顆是工作衛星,3顆為備份衛星。地球上任意一個地方至少能同時觀測到4顆衛星。在20810千米的高空,每顆衛星上都裝有7萬年誤差不超過1秒的原子鍾和一台遙測發射機。它把有關衛星的遙測數據發向地球,同時也把來自地球的與導航定位有關的各種信息接收進去。地麵監控站承擔對衛星發射和導航信號的觀測任務,由設在科羅拉多斯平士的聯合空間執行中心的主控站和3個分設在大西洋、印度洋和太平洋美軍基地的注入站、監測站組成,並將計算機中各顆衛星的星曆和導航電文發射到衛星上,把衛星上的導航數據進行更新。GPS用戶接收機則由天線、接收器、數據處理器和顯示屏組成,外形就像一台重量僅有800克的小型計算器。它是一台多信道單向接收設備,能夠24小時不間斷地提供全球定位服務。同時,它的性能非常好,既能抗振動、抗濕氣、抗沙暴,又能抗電磁幹擾。經過改良,目前GPS軍用定位精確度已經達1米。
1991年美國部隊把7000多台GPS接收機運用在海灣戰爭中。飛機、坦克、導彈在GPS的導航下,彈無虛發,命中率大大提高,從而使得大片的伊拉克固定或移動軍事目標像一個個棋子一樣落入美軍計劃好的棋盤中。
全世界的軍事專家通過海灣戰爭都認識到GPS係統的神奇威力。一些國家紛紛製訂計劃,準備配備GPS係統來提高自己的戰鬥力。而美國五角大樓則製定了內外有別的GPS政策,隻應用在美國及盟國的軍事部門和特許的民用部門,為精密定位,服務使用P碼,定位精度1—3米。對外向全世界開放標準定位服務,使用C/A碼,定位精度100米左右的誤差是故意製造的。顯而易見,美國是害怕其他國家在GPS係統方麵的發展會威脅和削弱它的霸主地位。
標準定位服務被廣泛應用在海洋捕魚、海洋船隊監控、遠洋輪船導航、飛機導航、地質勘探等工作中。由於標準定位誤差很大,在工作過程中常常造成不必要的損失。於是,靜態的測地型GPS接收機應運而生,把固定物體的定位精度提高到10—6—10—8。緊接著又研究出動態差分GPS接收技術,把物體在運動狀態下的定位精度從100米提高到1厘米。所謂差分GPS係統就是用固定的衛星基準站進行GPS觀測。通過已知的基準站精密坐標,把基準站到衛星的真正距離計算出來,再修正接收到的GPS誤差定位信息並發送出去。用戶把定位信息和修正數值一起接收,再對誤差信號進行修正,計算出用戶的精確位置。