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量子「羅盤」不用衛星也可以有 GPS 一般的精度

讓交通工具在一般 GPS 失效的時候,依然保有一定的慣性導航能力。

Andy Yang
2018 年 11 月 12 日, 傍晚 07:30
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GPS 是現代社會不可或缺的一部份,但基於太空的系統難免有各式各樣的風險,從自然災害的太陽閃焰,到人為的訊號干擾、破壞、甚至是凱斯勒現象,都能讓 GPS 失效,導致地面、空中交通大混亂。不過現在科學家至少有了備用的方案,靠的是一種超高精度的「量子加速度感應器」,來達到接近 GPS 一般精度的慣性導航。

慣性導航簡單來說,就是利用裝置自身的陀螺儀來判斷方向、加速度感應器來判斷速度的一種技術,由兩者相結合,就可以不需要任何外部資訊的輸入,算出相對於出發點的方位和距離。這樣的技術最大的限制就是一點點量測上的誤差到了後來會逐步被放大,最後導致偏離。倫敦帝國學院科學家新研究的量子加速度感應器就是為了盡量縮減這個誤差,讓一般交通工具合理的使用期間內,誤差值都不會大到需要校正的程度,讓它可以肩負導航的工作。

除了可以替代 GPS 之外,另一個優點就是它不受訊號有無的影響,所以在地底、水下也同樣可以精確導航。然而,看上圖就知道這裝置至少短期內是不可能裝的到手機等個人裝置裡,但在飛機、船舶、貨車等上面安裝還是有機會的。如此一來,如果 GPS 系統真的面臨什麼樣的困難的話,至少我們還有一個備用方案囉。