怎样通过手机知道老人的位置(如何定位老人手机的准确位置)

管理员 2024-09-23 16:19:36 15

如何通过手机知道老人的位置(怎样通过手机知道老人的)

如果说全球定位系统(GPS)这是一项伟大的发明你不应该有任何异议?有了智能手机上的GPS,你可以自信地去任何地方,就好像你是他们中的一员“活地图”但是你知道吗?除了导航,GPS还有很多隐藏的功能,这些功能价值很大。

GPS由一组向地球表面发送信号的卫星组成太空中不同方向的四颗或更多颗卫星同时向你手中的接收器发送信号你可以通过测量这些信号到达的时间差来确定你的位置。GPS的隐藏功能也来源于此。

天灾不怕了

2003年,美国科罗拉多大学博尔德分校的地质学家克里斯蒂娜·拉森正在研究北美的阿拉斯加7号.9级地震,意外发现地震仪记录的波形与距离地震震中140公里的GPS记录的波形非常一致,地震波的振幅和频率也相同,这启发了人们使用GPS预警地震。

使用GPS来预警地震有很大的优势现在全球都覆盖了GPS卫星,监控几乎360°无死角;GPS发射的微波波长只有20厘米,能量和精度都比较高;GPS接收机可以快速更新目标位置,每秒钟可以更新20多次。也就是说,当人们将位置设置为位于震中或板块运动边缘时,就可以实时监测地震时地面是如何运动的。

从那时起,全球定位系统在监测地震方面发挥了重要作用。在美国,GPS预警已经成为地震预警系统中的重要技术手段之一它不仅可以预测地震的震级,还可以提前通知远离震中的城市市民地震是否以及何时会对他们造成影响“到达”他们的城市。智利也一直在建设GPS网络,以使其速度更快、更准确地获取地震预警信息。他们的GPS预警系统成功预测了2010年8月.8级莫尔地震、2014年8.2级伊基克地震和2015年8月.3级伊利亚佩尔地震。

全球定位系统(GPS),不只是导航

全球定位系统还可以帮助我们监测其他自然灾害,如地震“孪生兄弟”——火山喷发。

为什么说火山是地震的“孪生兄弟”因为在地震期间,地球表面的剧烈运动会使火山的岩浆也“蠢蠢欲动”在火山爆发之前,当岩浆移动到地下时,通常会导致地表移动。因此,地震和火山爆发经常“形影不离”的。与监测地震时的表面运动类似,研究人员可以通过监测火山周围的表面运动来了解岩浆和熔融岩石的流动。2018年,在夏威夷基拉韦厄火山喷发之前,研究人员使用GPS监测火山的哪个部分移动最快,政府利用这些信息来决定疏散哪些地区的居民和游客。

火山爆发后GPS监测到的数据也很有用。因为信号从卫星传到地面时,必须穿过火山,将火山灰等物质喷到空中,所以信号传播速度和能量会受到影响。通过研究信号影响的程度,科学家可以估计火山灰喷射的量以及它们的传播方向和速度。知道了这些数据,我们就可以修改飞机的飞行路线,绕过火山灰飞行,以避免火山灰颗粒堵塞喷气发动机的风险。

噪音有用处

如前所述,我们导航中常用的GPS接收机主要是接收天空中GPS卫星发射的信号,但不可避免的是,卫星发射的部分微波会散射到地面,然后被地面反弹,最后被我们的GPS接收。之前我们把这种反射信号归类为噪声,通过加强卫星直接发射的微波来削弱噪声的影响。然而,后来科学家发现这种噪音也起了作用。

2005年,拉森开始观察从地面反射回来的信号频率,并试图将反射回来的信号与直接到达接收器的信号分开。她发现,通过分析反射信号的速度和能量,我们可以判断地面附近的情况,比如地表堆积了多少雪。地面上的雪越多,回声和接收器之间的距离就越短。GPS接收器可用作积雪传感器来测量积雪深度。

现在,这种方法已经在北极和南极使用。科罗拉多州矿业学院的美国地质学家马特·齐格弗里德利用西南极洲23个GPS站的数据,分析了2007年至2017年的积雪情况。两极没有设立任何气象监测站,科学家也找不到这些年的天气报告,但有了这种方法,他们就可以分析两极每年降雪量的变化。通过比较每年降雪量的变化,我们可以评估全球变暖的影响,然后与每年两极的融雪量进行比较,极地冰盖还能支撑多少年,我们也有了更可靠的预测数据。

除了监测地表积雪的变化,GPS在监测地下水位的变化方面也很有用。

2019年7月,联合国教科文组织地球物理研究所物理学家约翰·盖尔兹卡在孟加拉国恒河和布拉马普特拉河的交汇处安装了一排排GPS接收器,从远处看就像一排排防护林,它们的功能其实和防护林差不多。这个地方土质疏松,河流冲刷强烈,所以经常发生洪水。在格尔兹卡安装这些GPS的目的是为了测量河底的土壤是否坚固,土地是否下沉以及河水的水深变化,有助于监测这一地区洪水的爆发时间,找到容易发生洪水的地方。通过测量GPS在不同地方接收噪音的时间差,科学家将能够判断河流和地面的水深。

天上有变化

类似于火山灰的阻挡作用,大气中的水蒸气、带电粒子和其他物质也会影响GPS信号在大气中的传播,这使得研究人员有了新的发现。

通过GPS可以计算出大气中的水汽量,可以预测降水。2013年7月,加州理工学院气象学家安吉林·Moore GPS数据用于跟踪大气中足以形成暴雨的水汽的运动轨迹。当他发现水汽从海洋向山区移动时,他及时警告了山民。17分钟后,山洪爆发了。

全球定位系统(GPS),不只是导航

距离地面60多公里的大气层中充满了许多带电的电子和离子,我们称之为电离层。GPS信号在穿过电离层时会发生散射和折射,传输方向和速度也会受到影响科学家可以利用GPS数据追踪电离层的变化。但海啸产生的巨大力量会加速电离层中的粒子运动,改变带电情况,这意味着当GPS检测到电离层发生变化时,很可能预示着海啸即将发生。科学家在2006年利用这种方法成功预测了俄罗斯的千岛群岛、2011年日本东北町和2012年加拿大海大怪岛的三次海啸。

科学家甚至可以利用全球定位系统来研究日全食的影响。2017年8月,美国国家地球物理研究所的研究人员利用美国各地GPS站的数据,计算出电离层中电子数的变化他们发现,当月球挡住太阳光时,电离层中的电子数会大大减少,这会影响包括GPS信号在内的所有电磁波信号的接收。

地震预警、火山监控、地下水监测、大气变化追踪…当你在茂密森林、在雪冰和暴风雨中使用GPS时,您可能会听到它“GPS信号弱”提示,这是因为周围有很多东西阻挡信号,接收到很多干扰噪音,但是你不知道,这些东西干扰了我们的导航“声音”中,竟然藏着这么多信息。

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