本文摘要:在古代,中国风水首先发明了指南针。

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在古代,中国风水首先发明了指南针。指南针后来起源于西方。恩格斯在《机器、自然力和科学的应用于》年写道:“指南针(Compass)封闭了世界市场,创造了殖民地。

”中国古代的发明家在大航海时代被西方人应用,推动了地理学的伟大发现和资本主义的蓬勃发展。几百年过去了.2018年11月,帝国理工学院和MSquared公司的研究人员联合开发了世界上第一个用作导航系统的量子加速度计,称为“量子罗盘”。

它是一种独立于全球定位卫星(GPS)的抗障碍物导航系统装置。西方人发明的这种“量子罗盘”在未来的导航系统行业中似乎有很大的价值。这年头,只要和“量子”挂钩的技术已经变得很短了,比如不久前就有人明确提出了“量子针灸”的概念。

然而,并非所有的“量子技术”都是真正的科学。这个“量子罗盘”懂高科技吗?它的基本原理是什么?未来的导航系统一定要用GPS吗?有三种不同的导航系统原理。导航系统设备一般可分为三类:惯性导航、卫星导航系统和天文导航系统。

惯性导航比较传统。最开始经常出现在二战期间。

当时,德国导弹从德国发射后,可以准确地飞回英国伦敦。这主要是因为导弹配备了惯性导航设备——。当时还没有卫星导航系统技术。

惯性导航设备主要由加速度传感器和陀螺仪组成。加速度传感器可以安排飞机(导弹等)的加速度。

)在空气中相对于自身固定的惯性参考系。陀螺仪可以调度惯性参考系统和地面参考系统之间的转换矩阵。

这种应用于导弹的惯性导航后来被用于中国的飞机和潜艇。然而,惯性导航很少用于汽车。

在GPS建成之前,国产车没有导航系统。那时候人上了车去陌生的地方更容易出问题。卫星导航系统主要依靠天空中的人造地球卫星来导航地面上的运动物体。

最著名的卫星导航系统是美国的全球定位系统和中国的北斗系统。天空四颗卫星可以调度地面运动物体的四个时空坐标(x,y,z,t),可以构建定位导航。但是卫星导航系统有个缺点——,需要传输电磁波。

深海潜艇无法拒绝接收太空电磁波,所以拒绝接收卫星导航系统的信号。天文导航系统是一个古老而现代的概念。中国古人用北斗七星中的北极星来导航系统,这是古代天文导航系统的一种思想。

在科幻小说《三体》中,作者写了利用恒星之间的距离关系来导航系统的想法。现实中,最近中国第五航空航天研究院的一些科学家明确提出了在太空中利用脉冲星发射导航系统的想法,但脉冲星导航系统可能只有在地球上的飞行器飞出太阳系后才有实际用途。天文导航系统是未来星际旅行时代导航系统的发展方向。

量子罗盘属于惯性导航。那么,量子罗盘属于三大导航系统原理中的哪一个呢?这个由帝国理工学院和MSquared的研究人员开发的“量子罗盘”可以确认地球上任何地方的准确位置。不依赖外部卫星导航系统信息,因此不属于卫星导航系统;这个设备也不需要北极星或者脉冲星,所以也涉及到天文导航系统。

量子罗盘是惯性导航产品。那么,这个量子罗盘是如何工作的呢?它的量子属性体现在哪里?据报道,这种量子罗盘可以在极低的温度下(类似于绝对零度,即零下273度)测量超冷冻原子的运动。产生超冷原子的基本技术之一是利用激光冷却原子,这是由中国物理学家朱等人发明的。

朱因此获得了诺贝尔物理学奖,后来担任美国能源部长。因此,为了构建原子的超冷状态,必须使用自定义的激光来控制和控制原子。总部设在格拉斯哥的微软公司花了近三年时间开发这种激光器。

有了超冷原子,怎么才能建立导航系统?根据惯性导航的原理,我们必须告诉系统的加速度,然后我们可以通过区间得分得到速度,然后通过时间得分得到方位信息,所以测量加速度信息是关键。中国科技大学的副研究员张文卓认为,这种加速度的信息可以通过冻结原子的物质波干涉来测量,从而构建惯性导航。而且这种量子罗盘的导航系统精度很低,比目前依赖经典电路的加速度传感器低几个数量级。

量子罗盘不会取代卫星导航系统吗?近几十年来,卫星导航系统已经成为最重要的社会基础设施之一。对于私家车主来说,没有导航系统很多人是不会讲怎么开车的。中国的北斗系统和美国的GPS全球定位系统都包含巨大的产业链,但是这些导航系统都是依靠卫星信号的。

这也给未来的发展留下了隐患,尤其是在战争期间,一旦卫星系统遭到破坏,全球的导航系统信号就会消失。所以很明显,首先从军事角度来说,量子罗盘有实际意义。因为量子罗盘不需要卫星信号,可以通过自身冷原子的介入来构建自主导航系统,具有很大的军事价值。

比如深海,核潜艇必须在深海海底航行。因为海水和空气不同,电磁波无法在深海中传播。

因此,在海底依靠卫星导航系统是不可能的。量子罗盘可以用在核潜艇上。因此,在军事意义上,除了发展北斗系统等导航系统设备外,我国还必须重视量子罗盘等新一代惯性导航技术的发展,这对国家安全至关重要。

除了军事意义,量子罗盘作为一个新事物,将继续影响当前民用导航系统的产业格局。由于目前的量子罗盘还处于实验研发阶段,根据已公布的数据,量子罗盘相当大(体积可达1立方米),里面必须使用真空设备和激光设备,价格便宜(至少价值几千万人民币),在民用上不可能普及。为了在民用市场上推广,需要使其体积更小,成本更低,这是短时间内无法做到的。因此,量子罗盘的出现将在短期内取代GPS等卫星导航系统设备的市场地位。

中国的导航系统行业不应该尊重量子罗盘的“白色技术”。目前我国导航系统行业主要是北斗卫星导航系统。

2017年,中国卫星导航系统和定位服务业总产值突破2550亿元。2018年,北斗系统转入全球联网密集发射期。

目前,已成功发射17颗北斗三号组网卫星,并将在年底前发射两颗组网卫星,为一带一路周边国家和地区服务。这说明中国的北斗系统已经取得了相当大的成就。

《2018中国卫星导航系统与位置服务产业发展白皮书》预测,到2020年,北斗在交通、智慧城市建设等细分市场的应用规模未来将达到2万亿元。虽然北斗卫星导航系统是我国导航系统行业的主旋律之一,但我们仍然需要一些新的导航系统方法,尤其是传统的惯性导航系统方法。目前,仍有许多企业成功开发了惯性导航技术。

例如,星网犹达是一家致力于惯性技术研发和产业化的高科技公司,可以为用户提供解决方案
在惯性导航中,量子罗盘是一个带有一点跟踪的研究方向,因为它的定位精度极高,而冻结原子的干涉技术可以用于很多领域,比如重力图测量、矿产资源观测等。虽然这些领域不一定与导航系统行业相关,但都具有很大的工业价值。所有有远见的企业都应该希望推动量子罗盘的发展,并在必要时将其引入中国的导航系统行业。也许在未来,人类将进入太空时代,那时人们认识到卫星导航系统已经不能使用,量子罗盘的惯性导航将成为未来时代的主要导航系统手段。

未来的社会是量子社会,顺势而为最终会有所作为。量子罗盘,从现在开始要注意的一件事!。

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