曾经,美国的GPS一家独大,几乎卡住了全世界的脖子。然而,随着中国“北斗”导航的崛起,GPS失去了优势,所以老美不得不另寻出路。
现在他们努力的方向是“量子导航”,据说是取得了一定成效。难不成这下,又要回到曾经“老美GPS一关,全世界抓瞎”的局面了?我国有何应对之法呢?
GPS不好用了?
不说不知道,一说吓一跳,不知不觉间卫星导航系统竟然变得如此重要,去人生地不熟的地方需要开导航吧,就连买个外卖都得通过导航确定配送路程。
老百姓的生活离不开也就算了,国防工程没了它更是大部分变成空壳。
在相当长的一段时间里,老美的GPS一直傲视群雄,其他国家不是没想过弯道超车,可是林林总总算下来,研发架设所耗费的资金简直就是个无底洞,有那点钱还不如老老实实地向老美付费使用。
直到1991年,海湾战争爆发,老美关闭了中东地区的GPS信号,一下子就废掉了伊拉克手里最强悍的防空系统。
许是吃到了甜头2003年的伊拉克战争、2011年的利比亚战争,关闭GPS都是老美开战的第一步。
老美还用这招对付过中国,1993年我国集装箱货轮银河号,从天津新港出发,按照原计划途经上海、香港等地,向最终目标科威特进发。
然而美国政府却声称,该艘货轮将为伊朗运输大量制造化学武器的重要原材料,很可能对国家安全造成负面影响,他们要求中国必须立刻停船并接受检查。
为了迫使我国低头,老美直接关闭了银河号所在区域的GPS信号,在一片汪洋之下,没有卫星导航几乎寸步难行,为了生存我国只能接受了美国的无理要求。
1996年,老美故技重施,再次在未经允许的情况下,面向我国关闭了GPS系统,这一次他们的目标并不是我国货轮,而是想要对我国的导弹试射任务进行干涉。
如此挑衅,简直是奇耻大辱。为了摆脱美国的GPS讹诈,我国团结一切可以团结的力量,在北斗卫星导航系统的开发上下了大功夫,最终翻过一座座高山,比原定计划还提前了半年完成部署工程。
俄乌战争爆发期间,老美为了阻拦中俄合作,再次把关闭GPS系统放上了谈判桌,而这一次我国已经不在乎了,因为中国手里已经有了北斗。
美国量子技术新突破
连续用了几十年,卫星导航技术也从美国一家独大,发展出了其他新的枝丫,中国的“北斗”、欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”都跑出来和美国的GPS抢市场。
而最有意思的是,随着卫星导航技术逐渐普及,它的缺点也变得越来越突出。
导航卫星一般位于距地面2万多公里的轨道上,由于信号传输距离过远,任何掩体、建筑物都能对卫星信号造成不可估量的削弱,更不要提那些大功率电子战设备了。
随便淘一个信号干扰器,或者是墙壁较厚的混凝土房屋,都可能让卫星制导系统变成睁眼瞎,如果只供给商用设施倒还凑合,军用制导设施需要更加独立、抗干扰性更强的导航系统。
于是乎,美国海军研究实验室开始走回头路,想要通过提高惯性导航的精度,弥补卫星导航的种种不足,惯性制导又是什么东西呢?
惯性制导算得上是国际军工产业的老面孔了,早在二战时期,德国火箭专家冯·布劳恩就生下了一种具有开创性意义的导弹导航系统,在惯性导航的支持下,德军的打击半径呈几何式增长,造成了无数平民百姓伤亡。
既然名字里面带着“惯性”,那它的定位模式就一定与运动轨迹有关。
简单来说它分为测量与计算两个模块,测量部分主要依赖加速器、陀螺仪、电子罗盘、气压计、风向仪等一系列传感器,监测到的所有数据可以实时上传到计算机之中按照一定算法计算运动轨迹。
具体运行原理并不重要,咱们只需要知道它是一个独立的系统就可以了。
惯性导航什么都好,唯一的缺点便是想要尽可能提高精度,就得疯狂砸钱弥补设备上的不足。
为了让自家导航系统重新登上世界高峰,美国这一次甚至用上了量子技术,连续3D冷却原子束干涉仪正式被纳入高级惯性测量系统,这又是一个怎样的神奇宝贝呢?
中国站在第三层
别看美国蹦跶的凶,什么开启导航系统新时代啊?量子导航技术引领全球啊?乱七八糟地说了一大堆,实际上这个连续3D冷却原子束干涉仪,目前仍旧属于测量设备的范畴。
一个惯性导航系统,需要乱七八糟各种各样的传感器,美国只是成功迈出了一小步。
他们利用激光冷却和磁光阱技术,将原子的温度降低到绝对零度,在几度低温之下,原子的热运动极其微弱,几乎无法对观测数据造成太大影响,所以说也就可以更加精确地观测原子运动状态了。
“连续3D冷却”是为了提高观测精度,“原子束干涉仪”就是用来实施观测任务的,在量子力学波函数产生的干涉效应之下,一束冷却的原子会被分为两个分支,两个分支会按照不同的路径进行移动,从而产生截然不同的相位变化。
而当两束分支重合时,由于相位差不同,彼此就会产生干涉图样,有了干涉图样就可以分析出他们对彼此的影响。
不可否认的是,该技术在实际生活中确实拥有非常显著的优势,它的精确度足够高,噪音也足够小,放在隐形战机或者隐形潜艇身上,绝对可以达到出奇制胜的效果。
但若是说美国再一次引领全球,未免实在有些太过夸张了。
早在2017年12月8日,我国就已经成功研制出原子陀螺仪样机。我国自主研制的空间量子科学实验卫星“墨子号”,也早在2016年就成功上天了,在2022年的时候,它已经成功实现了1200千米地表量子态的无障碍传输。
建国75年来,中国从未停下过奔跑的脚步,因为曾经落后过,因为曾经手足无措过,我们绝对不会固步自封,不断进取,不断突破,才是中国的科研之道。
正因如此,中国才能后来者居上一次又一次地实现弯道超车,美国的量子导航系统确实很优秀,但是谁又能说中国没有更加优秀的技术呢?让我们拭目以待吧。
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