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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 G水準儀PS 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。

慣性導航簡單來光波測距儀說,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,誤差值都不會大全站儀到需要校正的程度,讓它可以肩負導航的工作。

光波測距儀又稱光速測距儀,是利用調製的光波進行精密測距的儀器,測程可達2.5公里左右,也能用於夜間作業。光電測距儀種類較多,其中以紅外測距儀發展最為迅速。光電測距的原理是:測量兩點距離時,在待測的一點安置測距儀,另一點放置反光鏡。當測距儀發出光至反光鏡時,經反光鏡反射後又返回儀器。採用新興的雷射或電子技術生產的光波測距儀進行測量距離的方法。光電測距儀種類較多,其中以紅外測距儀發展最為迅速。光電測距的原理是:測量兩點距離時,在待測的一點安置測距儀,另一點放置反光鏡。當測距儀發出光至反光鏡時,經反光鏡反射後又返回儀器。設光速c為已知,若光束在待測距離上往返傳播的時間t也已知,則距離D可由公式D=ct/2求出。

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。

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