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伽利略衛星范文1
古希臘的學者們已在科學或自然知識研究上產生了許多的經典作品,例如柏拉圖(Plato, 432-347 BC)《蒂邁歐篇》(Timaeus)、亞里斯多德 (Aristotle, 384-322 BC)《物理學》(Physics)、《論天》(On the Heavens)、《氣象學》(Meteorology)、歐幾里德(Euclid)《幾何原本》(Elements)、阿基米德(Archimedes, 287-212 BC)《論浮體》(On Floating Bodies)、托勒密(Claude Ptolemy, ca.100-170)《天文學大全》(Almagest)等等。即使是近代科學革命時期,也產生不少吾人不陌生的經典作品,如哥白尼(N. Copernicus, 1473-1543)《天體運行論》(On the Revolutions of Heavenly Spheres, 1543)、刻卜勒(Johannes Kepler, 1571-1630)《新天文學》(New Astronomy, 1609)、伽利略《星際信使》、《兩大世界體系的對話》、《兩門新科學》、虎克(Robert Hooke, 1635-1703)《顯微鏡圖說》 (Micrographia)、牛頓(Isaac Newton, 1642-1727)《自然哲學的數學原理》(Mathematical Principle of Natural Philosophy, 1687)等等。
絕大部份過去的科學經典作品,早已成為昨日的舊科學(old science)。其中僅有非常少數會在教科書中被改寫為符合科學直線進步簡略的介紹。絕大多數的科學經典的內容非常深奧,不適宜一般讀者閱讀?!缎请H信使》卻是一個例外,它既是一本科學經典,也是本科普經典作品。它是首本運用望遠鏡觀測星際的書,不同于其他的科學經典作品涉及深奧的數學,或是不易理解的概念與論證,此書的內容淺顯,加以圖說,無需加以改寫,今日的讀者或學子們可以直接閱讀。
本文擬先介紹此書源起的歷史背景,其次處理《星際信使》在內容上的創新。接著分析此書對華文讀者在科普與科學傳播上的意義。
1《星際信使》的起源與歷史背景
要了解伽利略《星際信使》在科學發展與對后世在科普上的意義,我們得將伽利略放回其時代,通過他的生平、教育與當時的主要科學理論,來了解他在科學上的創新與影響。
1.1 至《星際信使》前的伽利略生平
在伽利略的研究者中,意大利后裔的德瑞克 (Stillman Drake, 1910-1993)原是一位金融圈工作者,休假時常回佛羅倫斯的伽利略圖書館,對當時伽利略著作的英譯本不滿意,因而著手研究伽利略。在真積力久則入的情況下,他成為伽利略研究的佼佼者,被聘為多倫多大學科學史教授。他完成的 Galileo at Work: His Scientific Biography是本關于伽利略最好的傳記[1]。
伽利略于 1564年生于意大利比薩,該地屬于佛羅倫斯麥第奇 (Medici)家族統治。他的義大利文名字 Galileo Galilei的意思是”伽利略家族中的伽利略”,是七個孩子中的長子。 1581年在父親溫參齊歐(Vincenzio Galilei)期望下,他入比薩大學習醫。雖然哥白尼于 1543年提出日心說,當時大學正統的科學理論是與基督教義結合的亞里斯多德–托勒密地心說。 1577年彗星出現,第谷 (Tycho Brahe, 1546-1601)觀測到它與地球的距離超過月與地,最后在 1588年出版《最近以太世界發現的現象》,提出地心說,太陽繞地心運轉,其他行星與彗星繞日運行的折衷體系[2]。它與亞里斯多德—托勒密地心說和哥白尼日心說形成三個彼此間相互競爭的世界體系。
大學時期的伽利略在認識宮廷數學家芮齊(Ostilio Ricci)后,轉而熱衷歐幾里得與阿基米德數學作品,1585年未獲學位就離開比薩大學。幸運的是他對某些固體重心的探討,在友人的贊助下,為他在 1589年 11月獲得比薩大學的數學教席。接受亞里斯多德–托勒密傳統教育的他,對運動提出與亞里斯多德傳統相左的新見解。他認為在相同介質中,同質料的物體不論其重量與大小,自由下落需時相同,而不像亞里斯多德物理學的主張,下墜速度與物體重量成正比。日后流傳他曾在比薩斜塔進行自由落體實驗,然而在他本人留下的文獻中,從未陳述曾在該塔進行此一實驗[3]。
1591年中,父親逝世,身為長子的他承擔家計。為增加收入,他乃于翌年 9月轉到威尼斯共和國管轄的帕度瓦大學擔任數學教師。在經濟上入不敷出的情況下,伽利略不得不采取其他的方式來增加收入。一種是為大學生擔任家教。從他留存的資料來判斷,他采用耶穌會羅馬學院的講義做為教材,教過亞里斯多德邏輯與科學證明的理念,以及自然哲學或物理學[4]。第二種是提供遠道學生膳宿。此外,他還開設制造儀器的小型工場,發明與簡化科學儀器,對外銷售。例如出測量火砲口徑與射程的幾何羅盤儀器,以及說明的書冊來增加收入。此一方法經耶穌會士傳入中國,用于遼東對抗清軍[5]。
1597年刻卜勒在《宇宙的奧祕》 (Cosmographic Mystery)中支持日心說,請友人將兩本分送意大利最能用到此書的人,其中一位是伽利略。在給刻卜勒的致謝函中,伽利略自稱是哥白尼學說的信徒,成為十六世紀末支持日心說的十人之一。[6]不過,那時他只能算是半個哥白尼信徒(semi-Copernican)。事實上,他到 1613年左右才積極為哥白尼日心說辯護。1615-1616年為哥白尼的日心說第一次接受調查,1632出版《兩個世界主要體系的對話錄》,旋即查禁 1632-1633年為哥白尼的日心說第二次接受調查,并遭受譴責與終身拘禁。
回到 1605年,伽利略擔任佛羅倫斯麥第奇家族柯西摩 (Cosimo)王子的教師。 1609 年王子登基成為麥第奇大公爵,伽利略曾去信期望這位昔日高足能夠照顧他,但未獲正面的回應。這年他從巴黎友人處傳來有種能將遠處物體放大的器物市面上銷售。
1.2 完成《星際信使》的特殊背景
十七世紀,望遠鏡、顯微鏡、空氣幫浦等技術對科學產生重大的影響。 1608年 9月在荷蘭有人發明了可放大 3倍的”望遠鏡”,隨后申請專利。在審查期間,因為亦有他人提出申請,因而未給予專利。這項發明于次年春天傳到巴黎。伽利略經由巴黎友人從市場購得此儀器后,為了增加收入而努力改良它的放大倍率。
手巧的伽利略積極磨制鏡片,同年 8月時已改良到放大 8至 9倍。于是, 在 8月下旬邀請威尼斯共和國總督與議員們,在威尼斯港口的高塔上,演出“察諜鏡”(spyglass)之秀。讓一艘船由遠處全速駛向港口,在“察諜鏡”觀察到兩小時后,高塔上的人才能以裸眼看到,展現出此鏡對維護威尼斯港安全,防止海盜入侵,深具價值,令與會佳賓印象深刻。
相對于中世紀大學重視經典權威的傳統,以討論文本的為主,文藝復興以降,在自然研究中觀察的角色愈來愈重要,加上十五世紀中葉西方印刷術的崛起,在自然史方面,陸續產生許多新作品。 1609年 11月中,伽利略已將”察諜鏡”改良到放大 20-30倍,他開始將此一儀器運用的范圍從地表轉向星際,有項新發現。次年三月出版《星際信使》(Sidereus nuncios, Starry Messenger)一書,將觀察結果公諸世人。
2《星際信使》在內容上的創新
伽利略先觀察月亮,并圖繪下來,他不是首位以望遠鏡觀月后繪圖者。稍早,在參考吉柏特(William Gilbert, 1544-1603)所繪制一相當簡略月面圖后,哈芮特 (Thomas Harriot, ca. 1520-1621)使用較低倍的望遠鏡觀察月表,將航海經驗納入其中,繪制出一幅陸地與海洋構成的月面地圖。[7]但是,伽利略研磨的望遠鏡比哈芮特用的大了許多倍,繪制的圖更精密許多。更重要的是,他還告訴讀者他圖繪的方法。一方面通過單孔鏡面看到放大的月亮,另一方面,則備有一張白紙,依所見大小圖繪出鏡中所見的月面圖。根據他的自述:
讓我先介紹”察諜鏡”轉向的月球表面,為了易于了解起見,我將它區分為較明亮與較黑暗兩個部份。通過對月球表面明暗部份常期重覆的觀察,我們確定月球表面不像大多數哲學家所相信的,和其他天體同是個光滑、均勻的圓球形狀;想反地,它是凸凹不平的,低洼的與凸起的部份滿佈于其上。就像地球的表面一樣,山脈與深谷分佈各地。以下說明這項由觀察所推得的結論。
根據亞里斯多德自然哲學,月亮屬于第五元素以太構成的不毀不滅的天域,應是一個完美的星體,其中的黑影可用較密的以太構成,因此不如較疏處明亮。通過明與暗界域不是圓弧狀,伽利略推論月球不是一個完美的天球。在多幅月面圖中,由于亮區中有暗塊;暗區中有亮點,且會雖時間擴大,他憑著地球上的山谷接受陽光照射的經驗來推論,月面不是光滑的,而像地表一樣有高山與深谷。
1610年 1月 7日,伽利略將改良放大 30倍的”望遠鏡”朝向木星觀察,發現其旁兩顆小星星。最初他認為它們是恆星,由于像行星般出現在黃道帶附近,才判斷為與木星有關的衛星。13日首次見到木星旁的四顆星星。另外一項主要的發現是銀河,在亞里斯多德自然哲學中視為是月下的大氣現象。托勒密《天文學大全》聲稱恆星數目為 1022顆,直到伽利略觀察銀河發現有無數的星星。
在 3月 2日最后一次觀察后一周,出版《星際信使》一書,此書將天文學由裸眼觀察帶入望遠鏡天文學,也使年近半百的伽利略成為國際間知名的學者。
3《星際信使》對后世在科普上的意義
《星際信使》一書的三項主要發現:月亮表面崎嶇不平、木星的四顆衛星、銀河無數的星星,使四十六歲的伽利略從一位地方性的大學數學教師,迅速地聞名于歐洲。加上 1610年伽利略的另兩項發現:金星像月亮般有其相位盈虧與土星左右兩耳看似其衛星,使他在一年之中藉著望遠鏡的觀察就有五項重要發現。次年,以利瑪竇老師克拉烏維斯(明清時譯為:丁先生。Christopher Clavius, 1538-1612)為首的耶穌會五位學者都肯定上述五項發現,使他躋身于歐洲聞名學者之列。
十五世紀末,世界地理的大發現,打通歐洲赴亞洲或美洲的海路。十六世紀宗教改革促使天主教內成立耶穌會(Society of Jesus)與其對抗,培養受過良好教育訓練的耶穌會士向包括中國在內的歐洲以外區域進行遠距傳教。盡管伽利略從未到過中國,明末清初,《星際信使》中的望遠鏡發現也隨入華耶穌會士傳入中國。德禮賢(Pasquale M. D'Elia, 1890-1963)將這些資料匯整為《伽利略在中國》一書[8]。但是《星際信使》的中譯本遲至 2004年筆者譯為中文后[9],華文讀者才有機會閱讀此書,因此它在華文世界的科普與科學傳播方面的意義值得闡明。
首先,天文學一直是一個非常重視觀測的領域。在十七世紀以前,已發明諸多科學儀器來幫忙觀測,第谷就是此中翹楚,發明一些大型固定的儀器。
雖然伽利略不是望遠鏡的發明者,但是經過他的巧手改良后磨出的鏡片,觀察月球與銀河,留下圖繪,以及逐日記載他對木星的四顆衛星的觀察與紀錄,出版《星際信使》一書,開啟望遠鏡天文學。它是一本值得學子與一般讀者閱讀的科普經典,作者除了介紹一種他改良的科學儀器進行觀測以外,還將所見通過圖繪加以視覺呈現,很難得見到一流科學家將其發現表達的是如此淺顯易懂。
其次,在十七世紀初培根(Francis Bacon, 1561-1626)鼓勵觀察與實驗,影響倫敦皇家學會(Loyal Society of London)以前,第谷、刻卜勒的老師麥斯特林 (Michael Maestlin, 1550-1631)與伽利略等已特別注意異象的觀察與記錄。 1577年的彗星,引起第谷與麥斯特林長達兩個半月的觀察與記錄。相對地,萬歷五年中國官方觀察一個月,視為星占異象處理。同一現象卻在不同文化中觀察所得不同,顯示觀察的背后是含有不同理論的[10]。
第三,1577年的彗星與木星四顆衛星的觀察與紀錄,都顯示它們屬于以太領域,對亞里斯多德—托勒密世界體系,天域的星體是永恆不變的而言,它們都是過去未曾見的異象。針對 1577年的彗星,第谷提出折衷的世界體系??墒恰缎请H信使》書中,并未批判《星際信使》一書,因為伽利略將《星際信使》獻給麥第奇大公爵。
由于木星是麥第奇家族的徽記,麥第奇大公爵恰有兄弟四人,伽利略因此將木星的四顆衛星以“麥第奇星星”(Medicean stars)之名獻給麥第奇家族。因為這項無價的禮物,他所獲得的回報是在 46歲時改變生涯,由“錢少、事多、離家遠”的帕度瓦大學數學教職,轉成“錢多、事少、離家近”的麥第奇宮廷自然哲學家與數學家,名義上是比薩大學教授,卻沒有任何教學負擔。簡言之, 1610年《星際使者》一書的出版目的在獻給麥第奇大公爵,尋求他的贊助。一個類似的案例是第谷將他丹麥國王贊助的島嶼上發展的天文儀器,撰寫《機械裝置的天文儀器》(Tycho Brahe’s Description of His Instruments and Scientific Work)一書,并以彩色圖繪,以贏得布拉格神圣羅馬帝國魯道夫皇帝的贊助[11]。
《星際使者》內容顯示,伽利略似未批判地心說,直到《太陽黑子》才積極推動哥白尼學說[12]。事實上,在科學革命前期,當學會尚未成立時,宮廷或王子的贊助是大學以外支持新科學的最重要的社會組織。
第四,更值得注意的是,成為麥第奇廷臣的伽利略,具有自然哲學家的身份,為他提供了探討自然哲學的社會性合法身份,可以跨越自然哲學與數學天文學間的學科界域,得以積極推動哥白尼擬跨越自然哲學與天文學間的日心說[13]。
最后,在海峽兩岸出版愈來愈多翻譯的的科普書籍時,其中有非常多涉及科學史方面的舊版科學書籍。如果只從后見之明的觀點來論其中朝向現代進步的成就,就像祖先崇拜一般地崇拜科學偉人,這不是科普作者創作中有關舊科學的關切點。如果我們抱著多了解舊科學作品的時代意義,《星際信使》是一個相當不錯的切入點。要了解天文學的發展,特別是從裸眼轉向望遠鏡天文學的關鍵轉折,《星際信使》更是一本不可或缺的科學與科普經典。
參考文獻:
[1] Stillman Drake, Galileo at Work: His Scientific Biography (Chicago: University of Chicago Press, 1978).
[2] Tycho Brahe, De mundi aetherei recentioribus phaenomenis (Vranibvrg, 1588).
[3] Lane Cooper, Aristotle, Galileo, and the Tower of Pisa (Ithaca, N.Y.: Cornell University Press, 1935).
[4] William A. Wallace, Galileo’s Early Notebooks: The Physical Questions. A Translation from the Latin, with Historical and Paleographical Commentary (Notre Dame: University of Notre Dame Press, 1977); Willian A. Wallace, Galileo and His Sources: the Heritage of the Collegio Romano in Galileo’s Science (Princeton: Princeton University Press, c1984), chs. 1-3.
[5]黃一農. 比例規在火砲學上的應用. 科學史通訊, 臺北,1996,第 15期,頁 4-11.
[6] Robert Westman, “The Copernicus and the Churchs,” in David C. Lindberg and Ronald L. Numbers (eds.), God and Nature: Historical Essays on the Encounter between Christianity and Science (Berkeley: University of California Press, 1986), pp. 76-113.
[7] Stephen Pumfrey, “Harriot's Maps of the Moon: New Interpretations,” Notes and Records of the Royal Society, 63 (2009): 163-168.
[8] Pasquale M. D'Elia, Galileo in Cina: Relazioni attraverso il Collegio Romano tra Galileo e i gesuiti scienziati missionary in Cina (1610-1640) (Romae: Apud Aedes Universitatis Gregorianae, 1947). English edition was translated by Rufus Sutor and Matthew Sciasia as Galileo in China: Relations through the Roman College between Galileo and the Jesuit Scientist-Missionaries (1610-1640) (Cambridge, M.A,: Harvard University Press, 1960).
[9] 伽利略著,范龢惇 (Albert Van Helden)英譯、序言、簡介與結論. 徐遐生(英)序,徐光臺中譯與導讀,星際信使 (Sidereus nuncius, 1610), 臺北:天下文化,2004.
[10] 徐光臺. 異象與常象:明萬歷年間西方彗星見解對士人的沖激. 清華學報, 新竹,新 39卷 4期,2009年 12月,頁 529-566.
[11] Adrian Johns, The Nature of the Book: Print and Knowledge in the Making (Chicago/London: University of Chicago press, 1998), pp. 20-24.
伽利略衛星范文2
lo是木衛一。即伊奧,是木星的四顆伽利略衛星中最靠近木星的一顆衛星,它的直徑3642公里,是太陽系第四大衛星,表面環境極其惡劣,其表面星羅棋布地散落著超過400座活火山,地表形態塑造周期較短。
它的名字來自眾神之王宙斯的戀人之一艾奧,是赫拉的女祭司。與不少外太陽系的衛星不同,木衛一與類地行星有不少相似的地方,其表層由硅酸鹽熔巖所構成,根據伽利略號所觀測的數據中,它的內核可能由硫化鐵所組成,其半徑估計最少有900公里。
(來源:文章屋網 )
伽利略衛星范文3
1. 太陽系中的“大塊頭”
木星是一個氣態行星,沒有巖石表面,構成木星的元素主要是氫和氦。但就是這樣一個輕元素組成的氣態行星,它的質量是太陽系其他7顆行星質量總和的2.5倍還多,體積則相當于1300多個地球。一項新研究還發現,像木星這樣的氣態巨行星甚至能夠影響太陽,使其旋轉軸產生“搖擺”。
2. 衛星家族
木星不僅是太陽系的“行星之王”,還是當之無愧的“衛星之王”,迄今已發現67顆衛星,其中包括太陽系中最大的衛星――木衛三,它的直徑有5262.4千米,比水星這顆行星還大。最大、最亮的4顆衛星被稱為伽利略衛星,它們是1610年伽利略用自制的望遠鏡發現的。其他的衛星有些離木星距離很遠,有可能是被木星俘獲的小行星。
3. 木星最終會變成恒星嗎?
科學家發現,木星所釋放的能量,相當于它從太陽所獲得的能量的兩倍,這說明木星內部存在著熱輻射源,其中心溫度可能高達2萬攝氏度以上。該熱量被認為是由行星的慢速重力壓縮生成的。木星具備核聚變燃料,會不會發生像太陽那樣的核聚變反應呢?科學家認為,木星個頭與太陽相比還是太小,中心溫度、壓力還是不夠;不過也有人推測,再經過幾十億年的演化之后,木星有可能達到核聚變的臨界點,從而變成一顆名副其實的恒星。
4. 太陽系的“清道夫”
1994年7月17日,休梅克-列維9號彗星與木星相撞,人們首次直接觀測到太陽系內與行星有關的天體撞擊事件。21塊碎片相繼以60千米每秒的速度撞上木星的南半球,所造成“疤痕”比地球直徑還大。實際上,木星承受的撞擊遠不止這一次,最近的一次在今年3月被兩位業余天文學家捕捉到。木星扮演著太陽系的“清道夫”角色,以強大的引力吸掉本有可能撞上地球或太陽系內其他行星的天外來客。木星發生撞擊的概率是地球的幾千倍,如果沒有木星的保護和屏障作用,地球上生命的生存機會將要大打折扣。
5. 早期太陽系的“超級殺手”
通過對比太陽系和太陽系外恒星系統,天文學家發現,太陽系內缺少兩種天體,一種是“超級地球”,即質量比地球大數倍,也更加靠近恒星的行星;另一種是軌道半徑極短的巨型氣態行星。為什么太陽系中沒有這兩類天體存在呢?天文學家認為,這很可能是木星“搗的鬼”。原始太陽系內的原行星和小行星都被卷入了木星的引力范圍,包括“超級地球”在內的許多原始天體都被摧毀了,從而改變了太陽系內天體的分布。
6. 探訪木星的探測器
近日抵達木星的朱諾號探測器是第二個專門考察木星的探測器。第一個是1989年發射的伽利略號探測器,它于1995年12月抵達環木星軌道,并環繞木星飛行了34圈,最終在2003年9月21日墜毀于木星。除了這兩個探測器之外,先驅者10號和11號、旅行者1號和2號、尤利西斯號、卡西尼-惠更斯號、新地平線號探測器都曾“順路”探訪過木星。
7. 看不見的木星環
在太陽系中,土星光環最為壯觀,天王星也有環狀系統,而木星周圍則存在看不見的木星環。這個秘密最初是旅行者1號和2號探測器發現的,伽利略號探測器不僅發現了新的木星環,而且證實這些光環是由太空隕石撞擊木星的小衛星所產生的塵埃組成的,與木星龐大的身軀相比,顯得極為暗淡纖薄。
8. 大紅斑未來會消失嗎?
大紅斑是木星表面最顯著的特征,這其實是木星上最大的風暴氣旋。自人類觀測到它以來,已經存在300多年,雖然顏色和形狀有改變,但從未消失過。未來大紅斑會消失嗎?科學家發現,大紅斑正在慢慢縮小,過去曾達到三個地球并排排列的寬度,現在縮小到一個地球多,而且縮小速度正在加快。有人猜測,大紅斑內部的小型渦流可能分散了風暴主體的能量。但是考慮到木星是一個氣態星球,它不具備可以減弱、抵消風暴力量的固態表面,所以紅斑可能會變,但不會消失,大大小小的眾多“斑塊”總有一個成為“大紅斑”。
伽利略衛星范文4
Abstract: This article mainly introduces the development status of the GNSS component of GPS, GALILEO, GLONASS, Beidou satellite navigation system, as well as GNSS in modern surveying and mapping, traffic, public security and rescue and other fields of modern agriculture use, through the introduction of GNSS application in various fields, we can see that, application of GNSS can bring the huge change give life or production. Application of GNSS industry with high technology, high investment, high added value, high growth characteristics, along with the GNSS technology to the civil open, an important part of GNSS communication, the Internet will become the information industry third new growth points and overall national strength. Through the plan and Prospect of GNSS in agricultural production in China, the application of GNSS will be for the development of China's agriculture and social economy a huge boost.
關鍵詞: GNSS;GPS;伽利略;格洛納斯;北斗衛星導航系統;發展現狀;應用
Key words: GNSS;GPS;Galileo;GLONASS;Beidou navigation satellite system;development;application
中圖分類號:TN967.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)12-0204-02
0 引言
GNSS的全稱是全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System),它是泛指所有的全球衛星導航系統以及區域和增強系統,它利用包括美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的GALILEO、中國的北斗衛星導航系統,美國的WAAS(廣域增強系統)、歐洲的EGNOS(歐洲靜地導航重疊系統)和日本的MSAS(多功能運輸衛星增強系統)等衛星導航系統中的一個或多個系統進行導航定位,并同時提供衛星的完備性檢驗信息(Integrity Checking)和足夠的導航安全性告警信息。
1 GNSS發展及現狀
GPS起始于1958年美國軍方研制的一種子午儀衛星定位系統(Transit),1964年投入使用。20世紀70年代,美國為給海陸空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務,同事為了收集情報、應急通訊以及核爆檢測等軍事目的,海陸空三軍聯合研制了新一代的衛星定位系統GPS。到1994年經過20多年300億美元的耗資,全球24顆GPS衛星星座已經布設完成,覆蓋率高達98%。
1995年4月27日GPS宣布投入完全工作狀態以后,翌年便啟動GPS現代化計劃,對系統進行全面的升級和更新。計劃分為三步:第一步自2003年開始發射12顆BLOCK-Ⅱ R型衛星進行星座更新。第二部發射BLOCK-Ⅱ F型衛星替換GPS星座中老舊衛星,提升系統性能,首顆衛星于2010年5月28日發射,2012年10月4日發射第三顆。第三部發射BLOCK-Ⅲ型衛星,計劃2014年發射首顆星,20年內完成滿星座部署。GPS現代化實現后,將在很大的程度上提高GPS系統的安全性、連續性、可靠性和測量精度。
1999年初歐盟提出了伽利略(GALILEO)計劃,并且在2002年3月正式啟動了這項計劃。但是在2010年歐盟委員會的一份報告中重新調整了伽利略計劃的時間節點,將計劃分為4個發展階段:2002-2005年為定義階段:主要是論證計劃的必須要寫、可行性以及具體的實施措施;2005-2011年為在軌驗證階段,其任務是成功研制、實施和驗證伽利略空間段及地面段設施,進行系統驗證。2011-2014年為全面部署階段,包括制造和發射正式運行衛星,建成整個地面基礎設施;2014年之后為開發利用階段,提供運營服務,按計劃更新衛星并進行系統維護等。但是根據歐盟委員會最新的報告稱伽利略系統將于2014年投入使用的說法已經被,該計劃在2017-2018年之前難以投入運行。
GLONASS(格洛納斯)項目是蘇聯在1976年啟動的項目,1982年10月12日發射第一顆GLONASS衛星,遭遇了前蘇聯解體,俄羅斯經濟不景氣,但始終沒有中斷過系統的研制和衛星的發射。終于1996年1月18日實現了空間滿星座24顆工作衛星正常地播發導航信號。早期的GLONASS衛星只有3年的壽命,但是20世紀90年代后期的俄羅斯由于經濟窘迫而長時間沒有補充而導致衛星數目不斷減少并且系統的性能急劇衰退。到了1998年2月僅僅剩下12顆衛星,情況最嚴重的是在2000年衛星的數目僅僅只有6顆。從1999年開始,俄羅斯陸續向GLONASS星座注入了兩代壽命更長的GLONASS-M衛星,GLONASS正在逐步進入恢復階段,截止到2009年12月,在軌運行GLONASS衛星已達19顆,已滿足覆蓋俄羅斯全境的需求,到2010年10月俄羅斯政府已經補齊了該系統需要的24顆衛星。莫斯科時間2011年11月4日俄羅斯航天部門使用一枚“質子-M”重型運載火箭,將3顆GLONASS-M衛星成功送入太空,使該系統在軌衛星群有28顆衛星,達到了設計水平。
“北斗衛星導航系統”一詞一般用來特指北斗衛星導航第二代系統,也被稱為北斗二號,是中國的第二代衛星導航系統,英文簡稱BDS,曾用名COMPASS。1983年中國開始籌劃建設自主衛星導航定位系統。1994年中國正式開始北斗衛星導航試驗系統(北斗一號)的研制,并在2000年發射了兩顆靜止軌道衛星,區域性的導航功能得以實現。2003年又發射了一顆備份衛星,完成了北斗衛星導航試驗系統的組建。2004年,中國啟動了具有全球導航能力的北斗衛星導航系統的建設(北斗二號),計劃空間段由35顆衛星組成,包括5顆靜止軌道衛星、27顆中地球軌道衛星、3顆傾斜同步軌道衛星,并在2007年發射一顆中地球軌道衛星,進行了大量試驗。2009年起,后續衛星持續發射,并在2011年開始對中國和周邊地區提供測試服務,2012年12月27日完成了對亞太大部分地區的覆蓋并正式提供衛星導航服務,并預計將于2020年形成全球覆蓋的能力,并提供導航定位和短報文通信服務。
日本現有兩個相關系統,一個是2007年開始投入使用的MSAS衛星系統。MSAS系統由兩顆靜止衛星組成的,其中一顆作為備用。因為它發射的定位信號與GPS相同,可以作為一個GPS衛星被使用。MSAS衛星發射的導航電文能夠對GPS定位進行補償以提高精度和可靠性,是覆蓋亞洲的地區性廣域差分增強系統。日本計劃不依賴美國GPS衛星,在2020年建立一個由7顆衛星組成的區域性定位系統――準天頂衛星系統。準天頂衛星系統則由3顆傾斜軌道衛星組成。通過軌道設計,使得從日本本土來看,在任何時間總能夠有其中的一顆在接近天頂的位置,保證了在大樓林立的都市和山谷等地該衛星不會被遮擋。日本媒體號稱其將GPS精度提高了300倍。
印度政府2007年9月11日批準了由美國雷神公司的幫助下實現了基于GPS的星基導航系統―靜地軌道增強導航(GAGAN)系統。該系統將滿足日益增長的空中交通導航的需要,加強航空導航能力,定位準確性良好。2006年7月4日印度空間研究組織(ISRO)宣布,在未來5-6年,印度將籌劃研發本國衛星導航系統――“印度區域導航衛星系統”(IRNSS)。這將為印度提供獨立于現有系統(如GPS)的衛星導航能力。該系統由7顆衛星(很可能進入靜地軌道和/或橢圓軌道)和地面站組成。該項目的投資將列入印度的“十一五”計劃。
2 GNSS的應用
2.1 測繪應用 GNSS目前已經廣泛應用到地籍測量和工程測量、大壩和大型建筑物變形檢測以及地殼運動觀測、高精度大地測量和控制測量、水下地形測量以及道路和各種線路放樣等領域,最重要的是相對于傳統方法在進行山區大地測繪時,可以節約大量的人力、物力、財力以及時間。
2.2 交通應用 采用GNSS接收設備應用于空運方面可以使駕駛員能夠準確的對準跑道著陸,同時還能夠使飛機排列緊湊以提高機場的利用率,引導飛機安全進離機場。在水運方面應用GNSS可以實現船舶遠洋導航和進港引水。在陸運方面租車服務、物流配送、出租車等行業利用GNSS技術對車輛進行跟蹤以及調度管理,不僅能夠以最快的速度響應用戶的駕乘車或送貨請求,最重要的是能夠降低能源消耗而節約運輸成本。今后,在城市中建立數字化交通電臺,實時發播城市交通信息,車載設備通過GNSS進行精確定位,結合電子地圖以及實時的交通狀況,自動匹配最優路徑,并實現車輛的自主導航。
2.3 公共安全和救援應用 在處理火災、交通事故、犯罪現場以及交通堵塞的緊急事件中應用GNSS可以有效的提高事件的響應效率并且把損失降到最低。救援人員在人跡罕至以及條件惡劣的環境下通過GNSS的幫助可以對失蹤人員進行有效的搜救和救援。當發生危險情況以及突況的時候,裝有GNSS設備的交通工具能夠做的及時定位和報警,使之能夠更快更及時的得到救援。如果老人、孩童以及智障人員佩戴由GNSS、GIS與GSM整合而成的協尋裝置而發射協尋事件時,及時在沒有GNSS定位信號的室內,協尋裝置也會自動由發射器送出GNSS定位信號而得知協尋對象的位置。
2.4 農業應用 當前在發達國家很多都在實行“精準農業耕作”即把GPS技術引入農業生產中。利用GNSS進行產量檢測和土壤采集等對農田信息進行準確定位,通過計算機系統對采集的數據進行分析處理,根據分析處理的結果對農田進行有針對性的管理,然后把產量和土壤狀態的信息載入帶有GNSS設備的噴施器中,從而精確地對農田進行施肥和噴藥。通過采用GNSS進行精準耕作能夠有效的保證在盡量不減產的情況下降低農業生產的成本,這樣不僅避免的資源的浪費,更降低了因施肥和噴灑農藥施肥帶來的環境污染。
3 結束語
在我國十二五重點規劃的戰略性新型產業即GNSS產業,2006-2009年以來實現了40%以上的年復合增長率。預計我國的GNSS產業在未來數年內將保持至少20-30%的復合增長,并且在2020年形成一個超過5000億元的GNSS產業圈。隨著我國GNSS產業進入了持續高速成長的階段,因此,做好GNSS的技術以及研究和管理,對推動我國農業經濟乃至社會經濟都會起到巨大的推動作用。
參考文獻:
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伽利略衛星范文5
韌,是一個條件,是一個可以讓夢圓的條件。
飛離地球,遨游太空。是中華民族很久以來的夢想。嫦娥奔月,便成為了每個人心中的一個夢。
富有激情和超凡想象力的炎黃子孫,不只是在簡單地描繪著瑰麗絢爛的飛天之夢,他們還于千百年的歲月流轉之中,不斷去嘗試,實現自己的美好愿望。
要知道,圓夢固然喜悅,但圓夢所付出的又哪只是滿腔的熱情?
懷著一股圓夢的渴望,中國對于歐洲發來的參與制造伽利略衛星定位系統的邀請,毫不猶豫的答應了。并且資助了高達2000萬美金的巨款。但是,來自中國的技術人員根本連碰都碰不到他們的核心技術,更別說是研究了。
憑借著一股韌的精神,面對外國人的欺壓與玩弄,中國人民并沒有放棄。難道我們自己就不能把夢圓?不過,要做到真正的圓夢,有談何容易?這個夢想的實現,需要經過一段多么漫長的歷程??!
實驗的精細與艱難,要求廣大科技人員,工人和解放軍夜以繼日地苦戰攻關。有的人為了工作的及時、方便,將鋪蓋搬到了工廠車間;有的人積勞成疾,幾次住進了醫院;有的年輕人風華正茂卻華發早生;有的人堅持不懈,付出了全部的心血與生命,未能等到成功的那天,便猝然長逝……
三十年的努力,三十年的決心。時刻準備著,只為破繭而出的那一刻。
如今,五千年的夢啊,今天圓了!這個龐大的民族,依靠著堅定不移的決心、超出前人的智慧和無以倫比的勤奮。創造了一個又一個萬眾矚目的奇跡,一個又一個不朽的見證。使圓夢不再是夢想,這難道不是韌的力量嗎?
改革開放三十年來,我們實現了許多的理想。其實,我們要圓的夢又何止這些?
南水北調,這是中國當前的一個夢想。
綠化荒漠,這是中國當前的一個夢想。
制造航母,這是中國當前的一個夢想。
……
我知道,夢圓已經不遠了!因為,我們民族的精神是強大的——那是一種韌,那是一種中華民族特有的雄健精神,那是一種不畏艱險、沖破一切險阻、勇往直前的精神。
正是有了這種精神,我們才能在圓夢的路上走得一帆風順。
當你擁有了持之以恒的信念,難道還擔心不能把夢圓?
我慶幸,我中華可以傳承這種韌的精神,不論何時,都會有人站出來,為求圓夢的道路而前赴后繼。我們又何嘗不是如此呢?
幼時,我們就開始樹立起自己的目標,為自己的未來下一個美好的定義。并且為了自己的所想而努力,而奮斗!也許,這一條路會走得很苦,甚至讓人喘不過氣。但是,有了這精神的支柱,還會害怕面前的重重障礙嗎?我們一定會闖過去的,因為我們是引以為傲的炎黃子孫??!
伽利略衛星范文6
行星沖日一直是每年天象的重頭戲之一,它也將為公眾帶來欣賞該行星的有利時機。江蘇省天文學會最新通報,2012年的蒼穹火星、土星、木星、天王星、海王星五大行星將輪番上演沖日大戲。
火星(3月4日沖日)
2012年3月4日在我國古時被稱為“熒惑”的火星將率先出現沖日天象,據江蘇省天文學會專家介紹,火星是距離地球最近的地外行星,它緩慢地在眾星之間穿行,亮度變化較大。當其繞日公轉運行到與太陽視黃經相差180度時,稱之為“沖日”。此時,火星與地球、太陽幾乎成一條直線,地球正好處在火星與太陽之間。在火星沖日前后一個月間,太陽一落山,這顆紅色星球就會與獅子座一同從東方地平線上升起。此時的亮度也將達到 -1星等。擁有天文望遠鏡的朋友且不可錯失這個機會,雖然說此次沖日不是大沖,但畢竟兩年多才沖一次應該值得大家關注。專家還特別提醒,除肉眼觀測外,用小型天文望遠鏡還可進一步觀測到火星表面的顏色變化和兩極的白色極冠,如果幸運的話,還能看到一些暗黑的斑點,那是火星表面的一些低地或峽谷之類的地形。
以美麗光環而著稱的土星將在2012年4月16日沖日。屆時,土星的亮度將達到最亮,此后的整個春夏季節,我們都可以在夜空之中看到這顆攜帶光環的行星。 土星是一個非常亮的大行星,所以,觀測的地點并不一定非要到郊外去。在城里面,只要天氣晴好也完全能夠用肉眼看得到。土星沖日,通常相隔三百七十八天出現一次。此外,通過10公分以上的小型天文望遠鏡還可看到其美麗的光環。其實土星光環由無數大小形狀各異,直徑幾厘米到數米的碎冰塊組成,它們以飛快的速度圍繞土星旋轉,在太陽光的照耀下呈現五光十色的光芒。土星的光環很寬但很薄,它常以不同的角度朝向我們,只有當它面向我們以較大角度展開時,我們才能把光環看得最清楚。當它側面對著地球時,地球上的人則看不到光環,這種情況曾在2009年剛剛發生,土星是太陽系第二大行星,直徑僅次于木星。土星也是太陽系里擁有衛星最多的行星,其中大多數是本世紀發現的。土衛六是土星最大的衛星,直徑比水星和月亮都大,用二百毫米口徑的天文望遠鏡可觀察到它。
淡藍色的神秘星球海王星是依據純天文理論計算而被發現的行星,所以在天文學史上被稱之為“筆尖上的發現”,1846年它才首次進入人們視野。由于海王星亮度較暗,平常很難觀察到。同時,它繞太陽運轉的軌道半徑長為45億千米,公轉一周需要約165年,從被發現至今海王星剛剛完成一次對太陽的公轉,因此在人們眼中顯得頗為神秘。這顆大行星將在2012年6月29日沖日,有興趣的天好者可借助望遠鏡一睹這顆淡藍色神秘星球的風采。屆時,海王星在摩羯座中逆行,使用天文望遠鏡的愛好者,若能配上《世紀星圖》,將會更容易找到其在天空中的位置。
9月29日天王星沖日,作為太陽系行星中距離太陽第二遠的行星,沖日時天王星的亮度是5.7星等,這就意味著在觀測條件非常好的地方,公眾不用望遠鏡就能用肉眼隱約見其“芳容”。據了解,天王星是英國天文學家威廉 赫歇爾和他妹妹在1781年用望遠鏡發現的,它是人類歷史上第一次用望遠鏡發現的大行星。事實上,它曾經被觀測到許多次,只不過當時被誤認為是另一顆恒星而已。