鉅亨看世界─GPS再進化
沒有它,自動提款機 (ATM) 吐不出現金來,華爾街的股票交易更可能出現數十億美元的大失誤,世界上對方向沒有概念的駕駛人更可能因此迷路。
這個它,就是全球衛星定位系統 (GPS),在現實生活中早已無處不在。
雖然許多人對 GPS 的印象,大多還停留在車子上的導航設備,但它已如同現代生活中的神經系統,重要性和網際網路不相上下。GPS 能讓貨運公司掌握貨品運送的行蹤、也能幫助消防人員掌握起火點,甚至能幫寵物主人找回走失的狗。
根據《洛杉磯時報》報導,30 年前提出這項計畫的空軍上校 Bradford W. Parkinson ,在五角大廈帶領團隊開發這項系統,他自豪的說:「目前 GPS 已成為一項普及的實用工具。」
目前許多科學家與工程師正著手進行 GPS 系統升級計劃,預計將耗資 80 億美元,讓系統範圍更廣泛、可靠與精確。
GPS 系統準確性大幅提升後,可讓現今存在 20 英尺的誤差範圍大為縮小。舉例來說,未來民眾使用 GPS 導航手機時,若你搜尋最近的一家星巴克,新系統能引導你到正確的店門口,而非僅告訴你目的地位於哪個區塊範圍內。
「這個新系統將有無限潛力,讓人們能見到它更多的本領。」美國航太研究公司 Teal 集團高級分析師 Marco Caceres 指出:「由於 GPS 的應用早已遍及許多行業,因此我們很難想像有什麼產業不會受到影響。」
升級計畫中,組成 GPS 系統的 24 顆人造衛星將逐步更替換新,整體計畫預計將耗時 10 年,由洛杉磯空軍基地的工程師團隊負責。
負責這項升級計劃的總工程師 Col. David B. Goldstein 表示:「我們很清楚目前全世界對 GPS 的依賴有多深」。2007 年時,美國海軍意外干擾到聖地牙哥的 GPS 訊號,導致當地手機系統與醫院緊急傳呼醫師的系統當機,一年後紐約同樣發生類似問題。
本次升級的目的,主要是增加人造衛星傳送至地球的信號數量,防止這類故障事件重演,同樣讓地面位置的定位更加精確。
除了廣為人知的導航功能,應用 GPS 技術研發出的原子鐘計時系統,堪稱目前最精準的計時器,每 3 億年的誤差只有不到 1 秒,小至 ATM 提款,大至華爾街股市交易都少不了它。尤其對華爾街來說,每秒鐘所牽涉的交易金額動輒高達數十億美元,若不慎因為時間誤差引發錯誤,造成的損失恐難以想像。
在 GPS 發明以前,過去探險家和水手都必須觀察天上太陽、星星的位置來判斷所在方位,即使後來有人發明陀螺儀用來導航,還是存在1、2英里的誤差。
當蘇聯在 1957 年發射世界上第一個人造衛星時,不久美國學者即發現可利用無線電波波長和電波到達時間,計算物體於地面上所在位置的突破性概念,也讓美國軍方全力開發新的衛星導航系統。
尤其以往美國海軍透過潛艇攜帶核導彈時,潛艇往往得在海底航行好幾個月,難以透過精確的導航系統得知潛艇究竟身在何方,也大大影響潛艇發射核導彈的準確度。
在 60 年代,美國國防部共發射了 12 個人造衛星,配備天線的潛艇可以透過接收衛星訊號進行定位,不過該系統的精確性仍限於 100 英尺內,而且潛艇必需保持靜止不動才能接收定位,使得相關研發不斷進行以改進缺點。
今年 75 歲的史丹佛名譽教授 Bradford W. Parkinson 回想,當年提出這項計畫時,曾被批評這套系統沒有用處,沒有未來發展性。「我想現在我們已證明當時那項看法是錯誤的」。
這項由美國國防部發展出的導航系統,相關技術不斷進步。尤其當年美國空軍上尉 Scott F. OGrady 駕駛 F-16 戰鬥機遭到塞爾維亞軍擊落後,死裡逃生的他透過身上的手持裝置告訴美國軍方搜救人員自己所在位置,讓美國搜救機隊順利將他救回。隨著新聞媒體大肆報導,GPS 的知名度也在全球變得家喻戶曉。
自此之後,全球定位系統 (GPS) 便徹底改變了戰爭型態。透過 GPS,除了能駕駛無人飛機搜尋阿富汗的武裝份子,也能製作成自動導航的「智能炸彈」,精準的從 40000 英尺高空下降,擊中陸地上 10 英尺目標範圍。
美國政府原先擔心與其敵對的國家或民間團體恐利用 GPS 信號對美國發動攻擊,因此先前給予民用的訊號中會故意加入誤差,降低訊息精準度。
直到西元 2000年,美國政府決定取消對民用設備的干擾,使得 GPS系統的商業應用迅速增加,目前民間的定位精準度可達到 10 米左右。
許多國家擔心美國未來可能因為某些原因,選擇關閉傳至他國的 GPS 訊號,目前已致力發展自己的衛星系統,力圖降低對美國軍方掌握關鍵技術的 GPS 系統依賴,例如歐盟、中國與俄羅斯皆投注鉅資開發相關技術。
同一時間,有關 GPS 的商業應用在民間同樣蓬勃發展中。美國 NavCom Technology 所建立的雙頻 GPS 差分定位系統,可遠距離導航農民的拖拉機,讓農夫能掌握所播種下去的種子是否有重播或漏播。
另外,石油公司同樣需要 GPS 系統的服務,以便找到在海面下數千英尺的底部油井。
短短幾年內,民間需要仰賴 GPS 系統服務的需求不斷攀升。根據美國研究機構 Frost & Sullivan 所做的調查指出,預估到今年為止,GPS 資訊訂戶數量將達到 1500 萬,較六年前的 10 萬戶顯著增長。
Frost & Sullivan 分析師 Daniel Longfield 指出:「這當中還不包括能透過手機免費使用相關信號的全球數億民眾。」
這項估計耗資 80 億美元、歷時 10 年的升級計畫,共將建造共 30 個新的人造衛星,其中 24 個衛星將進入太空軌道構成新的 GPS 衛星網,其餘 6 個將留著備用。
一旦新衛星系統啟用後,商業用途的信號量可增加 3 倍,也會加裝更精準的原子鐘,時間精準度達到十億分之一秒。
GPS 定位系統如今就像世界的燈塔般重要,當年提出 GPS 計畫的空軍上校 Parkinson 驕傲的表示,過去 30 年間,GPS 定位系統所歷經的諸多演變與進化非常了不起,但他對這項系統未來 30 年內如何再進化,更充滿期待。
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