GPS全球定位係統的奧秘
位於美國矽穀的一家無線電公司根據全球定位係統(GPS)的原理開發出一種新產品。他們將GPS接收器製作成適合兒童佩戴的塑料手表。隻要孩子們戴上它,家長便可通過電話或上網隨時獲知孩子所在的具體位置,誤差不會超過1米。那麼,神奇的GPS係統究竟是什麼呢?
什麼是GPS
全球定位係統(Global Positioning System,GPS)是美國從20世紀70年代開始研製,曆時20年,耗資200億美元,於1994年全麵建成,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位的新一代衛星導航與定位係統。這一係統在早期僅限於軍方使用,由美國國防部計劃發展,其目的針對軍事用途,例如戰機、船艦、車輛、人員、攻擊目標的精確定位等。時至今日,GPS已開放給民間作為定位係統使用。GPS全球定位係統利用地球上空環繞在軌道上的24顆衛星,為地麵上的使用者測定出精確的方位。通過GPS接收模塊,人們可以確定目標的經度、緯度,如果是移動物體,還可以看到它運動的方位角及運動速度等信息。另外,與以前的導航係統比較,GPS係統不會受到陰天、下雨等天氣狀況的幹擾。
GPS的應用領域
GPS係統衛星的分布使得在全球的任何地方,無論何時都可觀測到4顆以上的衛星,並能保持良好的定位解析精度。根據“三角測量”原理,GPS信號接收機可以輸出地麵任何地點的位置信息。這些位置信息可廣泛地用於大地測量、工程測量、航空攝影測量、地殼運動監測、工程變形監測、精細農業、個人旅遊及野外探險、緊急救生和車輛、飛機、輪船的導航與定位等許多領域,甚至有趕超計算機發展速度的趨勢,GPS將很快成為人類社會中最基本的生活必需品。
機器人的奧秘
機器人是代替人工作的機器,能夠完成許多常人難以想象的工作。大多數機器人完全不像我們在電影中看到的模樣,它們隻是作為一台機器在工廠裏從事固定而有規律性的工作。機器人是如何進行工作的?它們擁有人的那種感知能力嗎?
機器人的感知能力
機器人需要有一定的感知能力才能進行工作。例如,撿拾物體的機器人必須裝置接觸探測器,告訴計算機力度是否適中。否則,機器人可能把物件握碎,或者使物件掉下來。在生產線上,通常會有幾台機器人一起工作,輸送帶上也會有探測器確保機器人正在加工的物件都在正確的位置上。所有機器人和傳感器都是由計算機聯係起來的,以確保各方麵都動作順暢。如果出現問題,計算機就命令機器人停止工作,並通知工程師處理。還有一些機器人身上裝有攝影機以便能看到東西。這樣,機器人就可以分辨物體的形狀,知道自己身在何方。
工作領域的變化
代替人類工作的機器人已經滲入生產生活的各個領域裏。舊一代機器人通常隻是在裝配線上埋頭苦幹,但新一代機器人將擺脫藍領工人的角色,轉而從事服務行業。現在,從事服務工作的機器人有半數是小型家庭機器人。另外,用於醫學操作和海底研究的機器人所占的份額也很大。在擴散性不強的外科手術領域,機器人的研究與應用將會取得驚人的進步。用機器人做手術的好處是,能提高手術的精確度,降低手術後出現後遺症的危險性。