现代战争一般都是高科技战争,大多具备电子化、智能化、数字化等技术密集型特点。广泛使用的制导导弹在实施远距离精准打击方面发挥了克敌制胜的重要作用,其高制导性靠的就是现代科技的精准定位技术

谈到定位技术,似乎大家张口就来的就是GPS(Global Positioning System)——全球定位系统。这与GPS最早走入我们的生活,被我们熟知有关,甚至大家已经将“GPS”当导航卫星系统的代名词或者唯一。

其实,GNSS(Global Navigation Satellite System)才是全球导航卫星系统的标准称呼,它是使用卫星信号来确定用户接收机位置的系统,这个系统目前包括可以提供全球定位服务的GPS(美国)、GLONASS(俄罗斯)、Galileo(欧盟)和我国的北斗系统(也称为Compass),以及相关的增强系统,如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等,还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。

说白了,GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统

说到这里,大家可能就明白有卫星导航系统加持的导弹为何射准了。不过事实上,导航卫星定位系统不仅仅在军事上有重要的作用,它在其他领域的用途可是广阔天地,大有可为。

GNSS定位基本原理图

例如,GNSS凭借其精密的测量精度,在地震前兆观测中占有举足轻重的地位。

GNSS“大展身手”的手段是大地形变观测,说白了就是地球“变形”,也就是监测地球表面地壳的运动情况。

地球一刻不停地运动,这种运动不仅体现在地球自身的自转及公转,还体现在地球内部物质,如地幔的流动,以及地球表面的地壳板块运动。另外,各种天体对地球的引力作用,也会在一定程度上影响地球表面的运动状态,并影响地壳升降、倾斜、错动等变化。

利用GNSS,就相当于在天上密布一双双卫星“大眼睛”,与我们在地面的监测仪器相互配合,织出一张立体的、精准的监测网,时刻紧盯大地的一举一动。

这样,我们就能精确描述板块及其之间边界地带的运动与变形特征,这些地壳形变和地震的发生存在一定相关性。所以,大地形变观测可以为地震监测预测和科学研究提供有效的数据。

要获得高质量的GNSS观测结果,必须布设密集的GNSS连续观测站,特别是监测重点活动断裂的运动情况。

GNSS观测站分布情况,红色五角星为测绘部门建设,灰色五角星为气象部门建设,蓝色五角星为地震部门建设

山东省防震减灾科技园内有一座地标造型,实际上就是GNSS全球导航卫星系统的一个基准站的天线系统,是济南片区地壳形变观测的一个测点。这个站点基于国家重大科技建设项目——中国大陆构造环境监测网络(简称“陆态网”)项目和山东省“十一五”防震减灾重点项目建设而成的。陆态网项目是由中国地震局牵头的6个部委“中科院、总参、气象局、国家测绘地理信息局、教育部”共同建设完成的,全国共建有200多个基准站,山东地区的16个基准站分布在我省主要断裂带两侧,用于监测我省的地壳运动状态。

除了地面形变观测,GNSS在海洋形变观测中也发挥了重要的作用。

海底地壳形变观测,对研究洋中脊扩展、火山、海洋板块运动以及俯冲带地震活动等都有重要作用。我国在大陆地壳形变监测与研究方面已经达到了国际水平,但是海洋地壳形变监测比起世界先进还有一段距离。目前最“流行”的技术就是利用GNSS定位,结合声呐测距技术(GNSS-A)进行海底形变监测,产出的资料对海洋地震监测、预测以及孕震机理研究都有重要的作用。

海底地壳形变监测系统示意图

参考资料:

1.洲际导弹为何不采用GPS制导?

2.海底地壳形变监测现状与启示 乔学军等

来源:震知卓见

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