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每年的11月20日是世界地理信息系統(tǒng)日（#WorldGISDay），今年的主題是“繪制思維地圖，塑造我們的世界”（Mapping Minds, Shaping the World）。

碰巧的是，2024年的世界地理信息系統(tǒng)日與世界地理周（#WorldGeographyWeek）在同一天。讓我們一起來了解定位和導(dǎo)航的 6 種方法：射頻信號，重力，地磁，天體，遙感，等高線與等深線。

根據(jù)所使用的數(shù)據(jù)類型，定位和導(dǎo)航方法有六大“系列”。好消息是，這意味著存在替代方法。壞消息是，這意味著每種方法都有各自的優(yōu)點和缺點。

全球定位系統(tǒng)（GPS）是首屈一指且目前應(yīng)用最為普遍的定位與導(dǎo)航手段，它依賴于射頻信號來實現(xiàn)。此外，諸如歐洲的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等，也采用了與GPS相似的射頻衛(wèi)星技術(shù)。

手機信號塔和無線電/電視信號塔還提供“機會信號”，即可用于定位和授時的其他類型射頻信號。

第二類設(shè)備依據(jù)重力原理運作，這正是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）的運行機制，類似于多數(shù)軍用飛機上所裝備的導(dǎo)航系統(tǒng)。然而，這類設(shè)備存在一個缺陷，即會發(fā)生“漂移”，因此需要通過其他手段（普遍為全球定位系統(tǒng)）來進(jìn)行方向上的校準(zhǔn)。

第三種定位和授時技術(shù)依賴于“地磁學(xué)”，具體稱為“磁導(dǎo)航”。這項技術(shù)通過磁力計來探測地球磁場的變化。磁導(dǎo)航系統(tǒng)具備多項優(yōu)勢，它能在陸地和海洋環(huán)境中均表現(xiàn)出色，且基本上不受干擾，難以被人為改變以進(jìn)行欺騙。此外，磁導(dǎo)航系統(tǒng)作為一種被動傳感器，不會暴露自身的位置信息。因此，它被視為一個極為理想的解決方案。

第四種方法是天體導(dǎo)航，像自古以來的水手一樣利用恒星和行星的位置。這一古老的藝術(shù)正在探索一些新的技巧，例如利用人造太空碎片和自然天體。

第五種潛在替代方案：遙感，基本上就是利用地標(biāo)和紙質(zhì)地圖進(jìn)行“視覺導(dǎo)航”。

第六種方法涉及利用海拔或水深數(shù)據(jù)進(jìn)行定位（即測量相對于陸地或海洋表面的距離），這一技術(shù)已有悠久的歷史。舉例來說，巡航導(dǎo)彈會采用測高儀，該設(shè)備向地面發(fā)射雷達(dá)波束，并將接收到的反射信號與導(dǎo)彈內(nèi)部存儲的高度圖進(jìn)行比對。同樣地，潛艇則利用聲納技術(shù)，這一在水下環(huán)境中應(yīng)用聲波探測距離的方法，同樣擁有悠久的歷史。

不管采用什么方法，關(guān)鍵的一點是，歸根結(jié)底，數(shù)據(jù)才是真正的關(guān)鍵。人們確實想追逐技術(shù)的發(fā)展，但真正重要的是要有什么數(shù)據(jù)來支持這項技術(shù)。