主题：【原创】“顶尖导航仪”的原理浅介（上） -- 驿路梨花

【前言】

1、科经茶社没有了，只好发在这里。

2、与之相关的新闻可以移步这里：华恩:【旧文新贴】长沙工人研制出顶尖导航仪。

与之相关的专利信息可以参考这里：外链出处（国家专利局这个网站要先下载一个浏览器才能看），原理部分在第6-7页。

3、那个帖子的回复里面好多人说这个东西大概是假的。。。是真的是假的偶不知道，网上有那个工厂的电话，想具体了解的问一下就行了。但这里不讨论那个具体东西，就说说这种定位的原理，这是一种迥异于现在定位手段的另一种定位思路。。。两个思路对比起来看，是很有意思的一件事情。

【上】

仿照小学生写作文，开头总要引用一段名人名言。这里就引用一段吧，美国人D.M.康熙丁在《仪器仪表与控制大全》里说：如果连续定位能够实现,那么所有外备观测之相对导航装置即可不用了,或作为一种辅助方式。（这里要插句题外话：网上论坛一般将这本书翻译为《测量仪器与控制大全》，这是直接从那个专利申请书上抄的。但实际，这本书的正式翻译名称是《仪器仪表与控制大全》，科学出版社出的，很老的一本书。还有，专利申请书上写明D.M.康熙丁的这句话在该书284页，但我翻了。。。没有找到，也许是版本问题。谁要是有兴趣查可以注意以上两点）

不管这句话有没有，但这句话里面反映出的眼光是很有前瞻性的，这句话是什么意思呢？这里慢慢的解释一下。

我们知道，我们现在的定位手段采取的是一种依赖于外界参考物和大地参考系的定位方式。具体的来说，或者如GPS依赖于卫星，或者如手机定位依赖于基站，总之，是先有一个非运动物体自身的东西做参考，然后反向解析出这个运动物体所处的位置，以及一些其他的相关参数。在我们现在的生活中，这种定位方式是最为普遍的。

这里就极易出现几个问题。最大的问题是这种定位原理带来的。也就是，如果你需要定位，那么这些定位系统可以向你提供你此时的位置；但是一个小时后你如果还需要定位，你就得再向这个定位系统发出请求，然后再一次得到定位信息。也就是说，第一次和第二次的定位作业是彼此独立的，没有前后因果性，可以把这种定位方法叫做离散定位或者即时定位（名字都是我自己瞎取的，以区别后面要讲的连续定位）。

从原理上来说，上面说的就是最大的问题了。当然了，工程上比这个问题还要大的多。比如，精确度问题。。。卫星那么远，要在没有任何地面参考物的条件下准确定位，没有偏差是不可能的，地球这么大，一秒经度的偏差就已经非常要命了，这也就是为什么虽然远航船无不配备海事卫星，但一旦迷航也还是会出事的。再比如，一颗卫星多少钱？要像美国一样建立起覆盖全球的导航系统，要多少颗卫星啊，理论上计算是12颗还是18颗（偶又忘了。。。），但还要有备用的哪，总共好像GPS是24颗。不光卫星数量多，还有寿命哪，这么多卫星N年就得换一拨，这得烧多少钱啊，就不说那些数不清的地面导航站了。。。所以，别看原来的“北斗”双星不怎么样。。。但毕竟就3颗卫星，从经济角度讲，很省钱哪。

=================岔开话题===================

说起卫星定位的模糊性，其实我也不是太清楚。不过，可以从卫星图片的处理工作中窥见一些。原来偶做过一点点卫星图片的处理工作，不是直接的图片处理（那个超分辨率图像属于直接的图片处理），偶当时做的属于预处理中的一种。

直观的可以想象，卫星图片从那么远的地方传过来，得历经多少磨难啊：卫星自身误差，大气折射反射滤波，各种射线离子的干扰。。。。所以整个图片处理的工程是很大的。偶当时做的工序叫“纠正”，分为光学纠正和几何纠正。为啥要纠正呢？因为一个卫星在工作的时候，是有N个光电转换器件同时工作的（可以想象为有N个照相机同时拍照），但这些器件多多少少是有差异的，这样的话得到照片上的电磁波强度就可能有偏差。。。恩，我们就得对这个偏差进行补偿（也就是纠正），得到的我们把它称之为元灰度值。

剩下的就是用元灰度值去进行图片的各种其他处理了，就不说了。我一说到熟悉的东西，各种各样的专业词汇就往外蹦，这个似乎不是写科普的好习惯。。。

================继续岔开话题==================

恩，继续岔开话题，为什么要说这个呢？一方面介绍一下卫星的误差。。。原始的误差是很大的，之所以通常感觉不到，是因为有各种各样后期处理工作。当然，另一方面，是为了继续岔开话题，否则哪能凑够字数啊。。。

前一阵，跟别人聊天，说起航天系统不太允许个人意志，或者说，压制个人才华。。。恩，这也许是这个行业略微特殊的一点（别的行业我不清楚啊）。各种各样的课题，实际上都是一个个巨大的系统工程，需要各个单位所有人通力合作才能完成的，比如上面说的遥感图片的处理。

所有参与者都是这部精密机器上的螺丝钉，谁见过螺丝钉还能活蹦乱跳的？当然咯，我没有“甘做革命螺丝钉”那么高觉悟，但在这里，具体到工作上，会有办法让你遵守规矩的。一方面做思想工作，另一方面有着各种各样落实到细节的规定。打个比方，谁下班之后必须备份每天的工作数据？没有吧，粗粗好像也没有必要，哪家公司的系统天天坏啊 —— 但就是这么规定的。

再次感慨一下，这个社会里的芸芸众生，谁又不是螺丝钉呢？比如看这张西西河里的图片吧，宇宙是如此的浩瀚广博，可是，哪颗星星是你呢？

有首歌歌词：在征服宇宙的大军里,那默默奉献的就是我; 在辉煌事业的长河里,那永远奔腾的就是我。把自己看的渺小些，历史就是那些默默无闻的人创造的啊。。。恩，我就是个默默无闻的人，历史就是我创造的啊！

================继续岔开话题结束==================

=================岔开话题结束===================

恩，私货夹带够了，下面开始转入正题。。。继续谈一谈连续定位导航的原理。

[FLY]国庆啦！放假啦！[/FLY]

• “长沙工人研制出顶尖导航仪”采访过程交代
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