gps的主要功能和作用(介绍GPS设置是什么)-钰翎珑科普网

自内置GPS（全球定位系统）智能手机问世以来，一般人穿越城市和荒野都不会再迷失方向，如果你觉得GPS功能局限于此，那么你就错了。

GPS工作示意图

GPS系统包括一套向地球表面发射信号的卫星。一个基础GPS接收器例如你智能手机上的接收器就能通过测量4颗或4颗以上卫星上信号到达的时间来决定你的位置（精度约1至10米）。在更为先进、价格更为高昂的专业GPS接收器帮助下，科学家能够准确地定位在数厘米乃至数毫米高的地方。

GPS在导航的同时也能完成下面的五件事：

数百年来，地球科学家们都是靠地震仪测定地震动的幅度来评价地震大小与轻重。GPS接收器有不同的探测目的：追踪发生在很慢尺度下的地质过程如地球板块构造时互相碾磨的速度。

以前多数研究者认为GPS不能够精确、够快速地确定方位，不能用来评价地震的发生。但事实已经证明科学家们能够从GPS卫星向地球发射的讯号中挖掘出更多的资讯。

这些信号主要分两大部分。其中之一就是每一颗GPS卫星在发射过程中都只有数字代码。另一种是从卫星上发出编码的更短波长“载波”信号。由于载波信号的波长较短（仅20厘米），而数字编码的较长波长只有几十或几百米，所以载波信号提供了高分辨率，可以在地球表面精确定位。科学家、测量师、军队等一般都要求GPS位置十分准确，并要求GPS接收器比较复杂。

工程师们还在不断地提高GPS接收器的位置更新速度，也就是说它们可以每秒刷新20次甚至更多。在能够这样快速精确测量的情况下，GPS可被用于在地震过程中检查地面运动模式。

科学家们在2003年利用分布于美国西部地区的GPS接收器对阿拉斯加7.9级地震中地震波产生的地面移动进行了调查。研究者们在2011年已能获得关于横扫日本9.1级大地震的GPS资料，并且表明震中海底运动速度之快令人吃惊地达到60米。目前科学家们正对GPS数据帮助其迅速进行地震评估进行更为广泛的探索，利用震中周围GPS站提供的数据可在10秒钟之内判断出此次地震是否为破坏性7或完全破坏性9级。

美国西海岸的科研人员甚至在地震预警系统中集成了GPS，它能探测地面震动并告知远处城市中的居民地震能否迅速抵达。

除了地震之外，GPS的也有助于人们更快速地应对其他自然灾害。

比如很多火山观测站还配备有GPS接收器，因为岩浆在启动过程中一般还会导致地表的运动。通过监测火山附近GPS站是如何随着时间升降的，研究者们能够对熔融岩石流动情况有更深入的认识。

在去年夏威夷基拉韦厄火山爆发前，研究者利用GPS了解火山运动。地方官员使用这一资料，以协助确定将居民疏散到什么区域。

甚至火山爆发之后，GPS数据都有可能发挥效用。由于信号从卫星传播到地面，因此它们必须穿过火山喷入空中的物质。

2013年，几个研究小组对四年前阿拉斯加的里道特火山喷发的GPS数据进行了研究，发现这些信号在喷发开始后不久就被扭曲了。通过对失真的研究，科学家们能够估计喷射出的灰烬数量和运行速度。

科学家们一直致力于利用智能手机GPS接收器来监测火山。这将允许火山学家在烟羽升起时构建比较廉价的GPS网络来监测烟羽。对飞机而言，火山羽流可是个很大的难题。飞机要在火山灰中飞行才能避免微粒对喷气发动机造成阻塞的危险。

GPS一些最意想不到的用途源于它信号中最为混乱的地方：反射至地面上的地方。

智能手机上的接收器等典型GPS接收器多数都能拾取到GPS卫星信号，这些信号直接从我们头上传来。但它也能捡回你所走过的土地中回弹和反射给智能手机的讯号。

许多年来科学家们都相信这些反射信号只不过是噪声而已，一定的回声会让资料变得模糊，让人很难弄明白事情的来龙去脉。但研究者们相信这些GPS接收器上的回波是可被使用的。他们对地面上反射出的信号频率及它们和直接传到接收器上的信号是怎样组合在一起来推断回声反射后表面的质量。

这一办法让科学家们能够知道GPS接收器下地面的状况，例如土壤里有多少水或地表有多少雪。地面积雪愈厚，回波到接收器的距离愈短。GPS站可作为积雪传感器进行积雪深度的测量。

这项技术对北极和南极洲的效果也非常好，因为这些地区几乎没有气象站可以对降雪进行常年监测。研究人员研究了2007年至2017年西南极洲23个GPS站的积雪数据。他们找到了GPS站，它能直接测到变化积雪。这对那些想要评估南极冰盖冬季积雪数量及其与每年夏天融化雪量的人来说是一个关键资料。

GPS对于监测水位的变化也有很大的帮助。

7月，研究人员在孟加拉国的恒河和雅鲁藏布江交界处安装了GPS站，目的是测量河流沉积物是否压实，陆地是否在缓慢下沉，使得它在热带气旋及海平面上升过程中更易受到洪水袭击。

GPS接收器甚至可以帮助海洋学家和水手充当潮汐仪，它们可以精确地跟踪潮汐变化。这对全球范围内未安装长期潮汐仪的国家来说，也许是有好处的。

最后GPS能够对大气上空进行数据分析。水蒸气、带电粒子等因素推迟了GPS信号向大气的扩散。

研究者们利用GPS对大气水蒸气量进行了研究，水蒸气会以雨水或者积雪等方式析出。研究者们通过这些改变计算出暴雨时可能从天而降的水，使得气象预报员能够对山洪暴发进行微调。

GPS信号在通过所谓电离层高层大气带电部分时亦受影响。科学家们利用GPS数据，追踪海啸在其下海洋移动过程中电离层变化情况。海啸的威力会对大气造成改变，并且会不断地起伏直至电离层。有一天，该技术可以与传统的海啸预警方法形成互补。

科学家们甚至已可以利用GPS来研究日全食所带来的效应。他们于2017年8月份利用美国境内的GPS站，测量了当月球阴影伴随着月球阴影向全大陆运动时高层大气电子减少的方式，导致本可生成电子的光线变得暗淡无光。

gps的主要功能和作用(介绍GPS设置是什么)

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