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量子罗盘问世未来导航不靠GPS?_亚博集团

2020-11-17 05:03:01

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亚博集团:在古代,中国的风水先生们首先发明者了罗盘。罗盘后来起源于了西方,恩格斯在《机器、自然力和科学的应用于》一书中写到:“罗盘(指南针)关上了世界市场并创建了殖民地。

”古代中国人的这项发明者被西方人应用于大航海时代,对地理大找到以及资本主义蓬勃发展起着了推展起到。几百年过去了……2018年11月,英国帝国理工学院研究人员和MSquared公司联手,研制出全球首款用作导航系统的量子加速度计,这款导航系统设备被称作“量子罗盘”。它是不倚赖全球定位卫星(GPS)的防阻碍导航系统装置。这个由西方人发明者的“量子罗盘”看上去在未来的导航系统产业中具备极大的价值。

这年头,只要与“量子”挂勾的技术都变得十分矮小上,比如不久前还有人明确提出了“量子针灸”等概念。但是,并不是所有的“量子技术”都是确实的科学。

这款“量子罗盘”究竟是不是知道高科技呢?它的基本原理是什么?未来的导航系统还必须用GPS吗?三种有所不同的导航系统原理导航系统设备一般可以分成三类:惯性导航、卫星导航系统与天文导航系统。惯性导航较为传统,一开始经常出现在第二次世界大战期间,那时候德国的导弹能从德国升空后很准确地飞回英国伦敦海面。这主要就是因为导弹里加装有惯性导航的设备——那时候还没卫星导航系统这个技术。惯性导航的设备主要由加速度传感器与陀螺仪构成。

加速度传感器可以排定飞行器(导弹等)在空中相对于自身固连惯性参考系的加速度。而陀螺仪则可以排定飞行器自身固连惯性参考系与地面参考系之间的转换矩阵。这种应用于导弹的惯性导航后来被中用飞机与潜艇等设备中。

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但惯性导航很少中用汽车里,在全球定位系统竣工之前,家用汽车是没导航系统的,那时候的人进汽车去陌生地方很更容易走错路。卫星导航系统主要依赖天上的人造地球卫星给地面上的运动物体导航系统。

最知名的卫星导航系统有美国的全球定位系统与中国的北斗系统等。在天上的四颗卫星可以排定地面上运动物体的(X,Y,Z,T)四个时空坐标,这就能构建定位导航。但卫星导航系统有一个缺点——这必须电磁波的传送,在深海里的潜艇无法拒绝接受到空间的电磁波,因此拒绝接受卫星导航系统信号。

天文导航系统则是一个既古老又现代的概念。中国古人就用北斗七星中的北极星来导航系统,这就是一种古老的天文导航系统思想。在科幻小说《三体》中,作者这写道了利用恒星之间的距离关系来导航系统的思想。在现实中,最近中国的航天五院有一些科学家明确提出了利用宇宙空间的脉冲星来展开导航系统的思想——不过脉冲星导航系统或许在地球上的飞行器飞出有太阳系之后才有实际用处。

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天文导航系统是未来星际旅行时代的导航系统发展方向。量子罗盘归属于惯性导航那么,量子罗盘归属于上面所说的三种导航系统原理中的哪一种呢?英国帝国理工学院研究人员和MSquared公司研制的这款“量子罗盘”能确认地球上任何地方的准确方位,它不倚赖外部卫星导航系统信息,所以不属于卫星导航系统;这个设备也不必须北极星或者脉冲星的参予,因此也与天文导航系统牵涉到。量子罗盘是一款惯性导航产品。

那么,这款量子罗盘是怎么工作的呢?其量子性又反映在什么地方?据报导,这款量子罗盘能测量极低温度(相似绝对零度,也就是零下273度)下超强冻原子的运动。制取超强冻原子的基本技术之一是用激光致冷原子,这是华人物理学家朱棣文等人发明者的方法,朱棣文还因此获得诺贝尔物理学奖,随后兼任美国能源部部长。因此,要构建原子的超冷状态,必须用一种自定义的激光器来操控和掌控原子。

这种激光器正是由总部坐落于格拉斯哥的MSquared公司花上了近三年时间才研制出来。有了超冷原子,如何才能构建导航系统呢?按照惯性导航的原理,我们必须告诉系统的加速度,然后才可以对加速度做间分数获得速度,再对速度欲时间分数获得方位信息,因此测得加速度信息是关键。据中国科学技术大学副研究员张文卓向我们讲解,冻原子的物质波干预可以测得这个加速度的信息,从而构建惯性导航。

而且这个量子罗盘的导航系统精度十分低,比目前依赖经典电路的加速度传感器的精度要低几个数量级。-亚博集团。

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