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SETI研究所追踪脉冲星“闪烁”现象,揭示太空如何扭曲无线电信号由SETI研究所领导的一个团队对脉冲星PSR J0332+5434(也称B0329+54)进行了为期10个月的观测,以研究其无线电信号在穿过恒星与地球之间的气体时如何“闪烁”。该团队利用艾伦望远镜阵列(ATA)在900至1956兆赫兹的频率范围内进行测量,并观察到闪烁模式(或称闪烁现象)随时间推移发生的缓慢而显著的变化。脉冲星是巨大恒星旋转后的残骸,它们以非常精确且规律的节奏发射无线电波(一种光)。由于其极高的自转速度和惊人的密度,科学家可以利用灵敏的射电望远镜测量脉冲到达的精确时间,从而寻找能够指示低频引力波等现象的模式。然而,星际空间中的气体能够散射脉冲星的无线电波,使其扩散并略微延迟每个脉冲的接收时间。了解并校正这些微小且不断变化的延迟(其大小可小至几十纳秒,一纳秒等于十亿分之一秒),有助于尽可能精确地测量脉冲星的发射时间。就像星光在地球大气层中闪烁一样,脉冲星的无线电波在太空中也会闪烁,或者说发生闪烁现象。当信号穿过脉冲星和地球之间的电子云时,会在无线电频率范围内形成明暗交替的区域。这些模式并非一成不变;它们会随着脉冲星、气体和地球彼此之间的相对运动而演变。这种闪烁会造成脉冲延迟,而闪烁的程度与延迟的幅度相匹配。通过频繁监测一颗明亮的近距离脉冲星,研究团队观察到了这些模式的变化,并将其转化为微小的时间延迟。这些方法可以校正那些对最精确的脉冲星实验至关重要的延迟。#知识科普 #科技 #涨知识 #天文 #宇宙
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现代导航技术 导航的基本原理可以追溯到古代的天文导航和水手的罗盘使用。现代导航技术则基于物理学中的多种原理,主要包括无线电导航、卫星导航、惯性导航和地形辅助导航等。无线电导航,利用无线电波的传播特性来确定位置。早期的无线电导航系统如长波导航和短波导航通过测量无线电信号的时间差或相位差来确定接收器的位置。这些系统虽然逐渐被卫星导航系统取代,但在某些特定领域仍然具有应用价值。卫星导航,是目前应用最广泛的导航技术,以美国的全球定位系统为代表。GPS系统由一组轨道上的卫星、地面控制站和用户接收器组成。卫星不断向地球发射包含时间戳和卫星位置信息的无线电信号。接收器接收到多个卫星的信号后,通过测量信号传播时间计算出与每个卫星的距离,进而利用三维空间中的距离交汇法确定自身的精确位置。 惯性导航,基于牛顿的运动定律,通过测量载体在三个轴向上的加速度和角速度,积分得到速度和位置信息。惯性导航系统通常包括加速度计和陀螺仪等传感器,能够在没有外部信号的情况下连续提供导航信息,但长时间运行后会因累积误差而逐渐偏离真实位置。地形辅助导航,利用预先存储的地形数据库与实时传感器数据(如雷达或激光雷达)进行匹配,以确定载体的位置。这种方法在特定区域(如城市或山区)内能够提供高精度的导航信息,但在缺乏特征地形或数据更新不及时的情况下效果有限。 导航技术的发展离不开一系列关键技术的突破和创新。高精度定位技术,是提升导航精度和可靠性的关键。通过采用多频点接收、差分定位、载波相位平滑等技术手段,可以显著减小卫星导航系统中的误差来源,实现厘米级甚至毫米级的定位精度。这些技术在自动驾驶、精准农业和工程测量等领域具有广泛应用前景。组合导航技术,通过将不同类型的导航系统相结合,利用各自的优势进行互补,以提高整体导航性能。例如,将卫星导航与惯性导航相结合,可以在卫星信号受到遮挡或干扰时保持导航信息的连续性;将地形辅助导航与惯性导航相结合,可以在复杂地形环境中提供高精度的位置信息。 自主导航技术,是近年来兴起的热点研究方向之一。它利用机器视觉、深度学习等先进技术实现载体的自主定位和导航。这种技术不依赖于外部信号或预先存储的地图信息,而是通过分析载体周围环境的实时图像或传感器数据来确定位置和方向。自主导航技术在无人机、自动驾驶汽车和机器人等领域具有巨大的应用潜力。
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