姚琴+陳世品+李芳

摘 要 本文通過(guò)海龜精確導(dǎo)航系統(tǒng)、水生動(dòng)物提前預(yù)警地震、海嘯等自然災(zāi)害的啟發(fā)，創(chuàng)造性地構(gòu)思出將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)“移植”進(jìn)入海里的方案。該方案進(jìn)行了總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，探討了改造過(guò)程中的各種技術(shù)支持和可行性。將其命名為“北斗海中衛(wèi)星”，同時(shí)結(jié)合海洋衛(wèi)星的探測(cè)能力，構(gòu)成“北斗導(dǎo)航衛(wèi)星——‘北斗海中衛(wèi)星——海洋衛(wèi)星”三角合作體系，對(duì)于未來(lái)的海洋探索、預(yù)測(cè)、偵查、調(diào)研、抗干擾能力和海中導(dǎo)航精度有極大的提高作用。

關(guān)鍵詞 海龜導(dǎo)航；改造；“北斗海中衛(wèi)星”；海洋；精度

中圖分類(lèi)號(hào)：V474.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）20-0007-02

導(dǎo)航衛(wèi)星作為高層空間的“千里眼”，以其能夠?yàn)檩d體提供實(shí)時(shí)位置信息的強(qiáng)大功能而當(dāng)之無(wú)愧地成為了外太空探索領(lǐng)域的霸主。當(dāng)前，全世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS、伽利略計(jì)劃、格洛納斯以及北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在全球的衛(wèi)星導(dǎo)航坐席中都占有了重要地位。衛(wèi)星導(dǎo)航各有千秋，如GPS勝在擁有成熟的技術(shù)、伽利略的定位精度很高、格洛納斯的抗干擾能力強(qiáng)、北斗的短報(bào)文與雙向定位功能體現(xiàn)了互動(dòng)性與開(kāi)放性。

受海龜洄游精確導(dǎo)航與水生、半水生動(dòng)物提前數(shù)天感知地震等事件的啟發(fā)，我們可以將北斗導(dǎo)航的觸角真正延伸至海中，大幅度提高北斗衛(wèi)星的空間探測(cè)廣度。當(dāng)前，北斗導(dǎo)航的應(yīng)用十分廣泛，涉及交通運(yùn)輸、氣象、漁業(yè)、林業(yè)、電信、水利、測(cè)繪等，但是這些應(yīng)用功能都是基于高空之上的北斗衛(wèi)星進(jìn)行探測(cè)，我們說(shuō)：北斗已經(jīng)發(fā)射16顆衛(wèi)星并組網(wǎng)，已形成區(qū)域服務(wù)能力且到2020年形成全球覆蓋能力時(shí)就將進(jìn)入后期完善階段，但是若能在水中安置北斗衛(wèi)星，讓其與水中信號(hào)粒子流“親密接觸”，必能使北斗的實(shí)時(shí)探測(cè)能力達(dá)到最大化，實(shí)現(xiàn)其他衛(wèi)星沒(méi)有我獨(dú)有的特殊能力。

1 體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段導(dǎo)航星座是由地球靜止軌道衛(wèi)星與地球傾斜同步軌道衛(wèi)星結(jié)合中軌衛(wèi)星組成的混合星座[1]。所以，當(dāng)有近30顆衛(wèi)星在軌時(shí)，才能對(duì)全球99%以上的地區(qū)提供導(dǎo)航信號(hào)。但是這部分信號(hào)只限于地表或海洋表面范圍以上。國(guó)家發(fā)射海洋衛(wèi)星彌補(bǔ)了海洋探測(cè)方面的不足，從1985年我國(guó)第一顆海洋衛(wèi)星立項(xiàng)準(zhǔn)備以來(lái)，歷經(jīng)26年，至2011年，我國(guó)成功發(fā)射了第一顆海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“海洋二號(hào)”，但是我國(guó)海洋衛(wèi)星的發(fā)展起步晚，導(dǎo)致衛(wèi)星整體未能形成業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力，為了搶占先機(jī)，將衛(wèi)星改造成適合海洋內(nèi)部運(yùn)行的探測(cè)體，真正地放入海里，倒不失為一個(gè)快速發(fā)展海洋利用效率的好辦法。我們暫且將其命名為“北斗海中衛(wèi)星”，將它與低高空軌道運(yùn)行的海洋衛(wèi)星相互合作，可以全面了解海洋資源，從海洋內(nèi)部環(huán)境的變化迅速地得出海洋各項(xiàng)理化指標(biāo)。

1.2 “北斗海中衛(wèi)星”改造

1.2.1 海洋內(nèi)部探測(cè)技術(shù)支持

海洋地質(zhì)調(diào)查與技術(shù)手段有許多種，如：探測(cè)海底各種地球物理場(chǎng)特征、地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源可以采用重力、磁力、地?zé)岬鹊厍蛭锢磙k法；探測(cè)海底未固結(jié)淺地層的分布、厚度和結(jié)構(gòu)特征利用的是淺地層剖面儀；測(cè)量水深，探知海底地形地貌可以使用多帛書(shū)回聲測(cè)深儀與旁側(cè)聲吶。

圖1 體系總體架構(gòu)

1.2.2 衛(wèi)星改造的外部背景需求

1）據(jù)2010年7月14日的《成都晚報(bào)》報(bào)道，美軍方認(rèn)為，中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)擾亂了美國(guó)的計(jì)劃，美軍甚至還制定出詳細(xì)的作戰(zhàn)計(jì)劃，在必要時(shí)摧毀北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。所以，當(dāng)外太空成為危險(xiǎn)戰(zhàn)場(chǎng)時(shí)，海洋內(nèi)部可以提供備用信息傳輸平臺(tái)。

2）外部探測(cè)與內(nèi)部探測(cè)具有很大差別。海洋環(huán)境下探測(cè)大地電磁場(chǎng)屬于高新技術(shù)，目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家在從事這方面的研究[2]。將衛(wèi)星放置在海中，需要對(duì)其進(jìn)行改造。但是，需要指出的是，有價(jià)值的場(chǎng)信息存在于海底。因?yàn)?，?lái)自地下的大地電磁信號(hào)只有微伏數(shù)量級(jí)，而厚厚的海水層對(duì)電磁信號(hào)只有衰減作用，僅在海面上難以觀測(cè)到有用信號(hào)[3]?！氨倍泛Ｖ行l(wèi)星”應(yīng)潛入水中，又由于海洋深處的壓力大，首先我們應(yīng)該考慮水壓與造型、材料的問(wèn)題。

①體積與造型：大部分衛(wèi)星造型為六面立方體，體積維持在2.22 m×1.72 m×2.2 m左右，體積約為8.4 m?，“北斗海中衛(wèi)星”應(yīng)設(shè)計(jì)成球型，一來(lái)縮小了浮水后的整體目標(biāo)，二來(lái)能實(shí)現(xiàn)受力后壓力向四周分散的特點(diǎn)。體積保持在8 m?，半徑約為0.4 m，表面積約為2 ㎡。

②材料構(gòu)造：以世界海洋平均深度3776米來(lái)看，該處物體所承受的壓力為377.6個(gè)大氣壓。一個(gè)大氣壓相當(dāng)于1平方米的面積上承擔(dān)著1噸的重量，所以，1平方米的海面或地面所承受的空氣的重量為1噸，從海面下沉10米時(shí)，增加了10米深海水的重量，所以物體在10米深處承受的壓力比海面高1個(gè)大氣壓[4]，也即物體承受的377.6個(gè)大氣壓為差額大氣壓。采用可塑聚甲基丙絲酸酯與鈦合金制作外殼，均可承受6000米處的水壓。（不同地區(qū)海水鹽度、密度等物理值影響較小，暫不列入考慮范圍之內(nèi)）

③下潛水深：考慮到海洋淺層面船只往來(lái)對(duì)衛(wèi)星的碰撞影響，衛(wèi)星需下潛一定的深度。根據(jù)調(diào)查，世界各地船只的寬度維持在40米左右，根據(jù)船舶寬度與吃水量成正比的關(guān)系，

Dmax=0.267W

大致算出Dmax=10.8米，通航船舶的最大吃水量基本不超過(guò)15米，衛(wèi)星下潛水深≥15米考慮為安全級(jí)別。

④水下通信的手段的最優(yōu)化分析：由于海水的導(dǎo)電性質(zhì)，海水對(duì)電磁波起了屏蔽作用。電磁波通信采用近區(qū)場(chǎng)通信，即在波源附近場(chǎng)強(qiáng)隨距離增大而急劇衰減，在一定范圍內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)近似與距離的立方成反比衰減。水平面內(nèi)極坐標(biāo)電場(chǎng)分量[5]：

（1）

（2）

：電場(chǎng)的ψ分量； ：電場(chǎng)的徑向分量；Π ：電流矩；Ψ ：相對(duì)于天線軸線的方位角；σ ：海水導(dǎo)電率；ρ ：收發(fā)間距離；κ：傳播常數(shù)，κ?=ω?μoε；ω：工作角頻率。endprint

這種傳播方法的衰減度較大，使得通信距離較短，但通信質(zhì)量穩(wěn)定。

另一種方法是采用跳頻通信，它是指頻率跳變的擴(kuò)展頻譜通信，它利用偽隨機(jī)碼序列來(lái)離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號(hào)的頻率隨偽隨機(jī)碼的變化而跳變[6]。該系統(tǒng)可以傳輸文字、語(yǔ)音、圖像等信息，能抗多途徑干擾并能保證信息安全，能實(shí)現(xiàn)10千米水下信號(hào)相互清晰地傳遞。所以如果將這一技術(shù)裝載到“北斗海中衛(wèi)星”上，應(yīng)該在海洋界面設(shè)計(jì)一裝置，保證下層海中信號(hào)能夠接收，上層能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)叫l(wèi)星信號(hào)接收塔。

1.2.3 “北斗海中衛(wèi)星”內(nèi)部搭載的器件

微波散射計(jì)、輻射計(jì)、溫度計(jì)、海浪高度計(jì)、數(shù)據(jù)接收機(jī)等，根據(jù)前文提到的：之所以有“北斗海中衛(wèi)星”的構(gòu)想，是因?yàn)槭艿胶｝斁_導(dǎo)航的啟發(fā)，根據(jù)科學(xué)家的初步推測(cè)，海龜能夠利用地磁場(chǎng)的細(xì)微變化或氣味的細(xì)微變化來(lái)精確導(dǎo)航。所以，“北斗海中衛(wèi)星”內(nèi)部應(yīng)裝載地磁變量計(jì)與氣味嗅探計(jì)，在每次巡航時(shí)經(jīng)過(guò)相同地點(diǎn)，記錄下該地的地磁偏角、地磁強(qiáng)度等參數(shù)，同時(shí)記錄氣味等信息，以便更好地研究海龜?shù)倪@種導(dǎo)航技術(shù)，將來(lái)利用到潛艇導(dǎo)航、潛水員的導(dǎo)航支持中。

另一方面，世界各國(guó)的地震探測(cè)都只能提前數(shù)秒報(bào)警。而海洋中很多的水生生物如水母等能夠提前數(shù)小時(shí)至數(shù)天來(lái)預(yù)警。同時(shí)我們也知道，海洋中的海嘯等自然災(zāi)害也能被一些生物提前感知，那么我們便會(huì)有這樣的大膽假設(shè)，也許，真正能夠提供精確導(dǎo)航與預(yù)警的場(chǎng)所是海洋內(nèi)部，外太空的衛(wèi)星導(dǎo)航定位能力略差于海洋。所以，“北斗海中衛(wèi)星”利用在海洋內(nèi)部的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以借鑒水母的預(yù)警方式，更早地預(yù)測(cè)地震、海嘯。

由于這部分動(dòng)物具有的精確導(dǎo)航、預(yù)警能力還是屬于待解之謎，所以，以目前的科學(xué)技術(shù)來(lái)看還不能篩選出真正能夠判定為屬于這些動(dòng)物應(yīng)用的參數(shù)數(shù)據(jù)，所以只能通過(guò)觀察這些動(dòng)物的行為來(lái)逐步優(yōu)化“北斗海中衛(wèi)星”的預(yù)警能力，當(dāng)這些數(shù)據(jù)構(gòu)成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，我們相信，最終能夠解開(kāi)動(dòng)物精確預(yù)警、導(dǎo)航之謎，全面提升北斗的應(yīng)用能力。

圖2 探索海龜導(dǎo)航技術(shù)流程圖

2 應(yīng)用展望

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星作為中國(guó)的一項(xiàng)大型科技工程，在各方面都有廣泛應(yīng)用。未來(lái)是空爭(zhēng)間探索領(lǐng)域爭(zhēng)雄的高級(jí)戰(zhàn)場(chǎng)。為了應(yīng)對(duì)諸如GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)、格洛納斯系統(tǒng)對(duì)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的影響，拓寬北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的全方位利用渠道，可以不僅僅局限于導(dǎo)航就是外太空衛(wèi)星對(duì)地球內(nèi)部移動(dòng)物體進(jìn)行導(dǎo)航這樣的認(rèn)知。如果真的能夠發(fā)展“北斗海中衛(wèi)星”，結(jié)合仿生學(xué)應(yīng)用，也許就能夠?qū)⑽覀兊谋倍穼?dǎo)航探索技術(shù)提升到一個(gè)新的高度。本文是對(duì)“北斗海中衛(wèi)星”的初步構(gòu)思，如果能夠在相關(guān)科研工作者的努力下成為現(xiàn)實(shí)，必能使我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)精確度更高、應(yīng)用范圍更廣、抗打擊能力更強(qiáng)，最終超越技術(shù)成熟的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]譚述森.衛(wèi)星導(dǎo)航定位工程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[2]R L Evans， P Tarits， A D Chave. A Symmetric Electrical Structure in the Mantle Beneath the East Pacific Rise at 170S- SCIENCE. 1990， Volume 286.

752-756.

[3]鄧明，沈高山，余平，等.基于麥克斯韋理論的海底大地電磁探測(cè)技術(shù)[J].國(guó)家“863”計(jì)劃課題研究，2012，12（12）.

[4]節(jié)選自《數(shù)字海洋博物館》，大氣壓與水壓——海洋中生物承受的壓力.

[5]梁涓.水下無(wú)線通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].EXPERIRENCE AND EXCHANGE，2009，24（11）.

[6]李文娟，仲曉光.跳頻通信[J].中國(guó)新通信，2012.

作者簡(jiǎn)介

陳世品（1968-），男，福建南平人，農(nóng)學(xué)博士、副教授、碩士研究生導(dǎo)師，福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院副院長(zhǎng)，研究方向：野生植物資源開(kāi)發(fā)利用、植物和植被監(jiān)測(cè)等。endprint

這種傳播方法的衰減度較大，使得通信距離較短，但通信質(zhì)量穩(wěn)定。

另一種方法是采用跳頻通信，它是指頻率跳變的擴(kuò)展頻譜通信，它利用偽隨機(jī)碼序列來(lái)離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號(hào)的頻率隨偽隨機(jī)碼的變化而跳變[6]。該系統(tǒng)可以傳輸文字、語(yǔ)音、圖像等信息，能抗多途徑干擾并能保證信息安全，能實(shí)現(xiàn)10千米水下信號(hào)相互清晰地傳遞。所以如果將這一技術(shù)裝載到“北斗海中衛(wèi)星”上，應(yīng)該在海洋界面設(shè)計(jì)一裝置，保證下層海中信號(hào)能夠接收，上層能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)叫l(wèi)星信號(hào)接收塔。

1.2.3 “北斗海中衛(wèi)星”內(nèi)部搭載的器件

微波散射計(jì)、輻射計(jì)、溫度計(jì)、海浪高度計(jì)、數(shù)據(jù)接收機(jī)等，根據(jù)前文提到的：之所以有“北斗海中衛(wèi)星”的構(gòu)想，是因?yàn)槭艿胶｝斁_導(dǎo)航的啟發(fā)，根據(jù)科學(xué)家的初步推測(cè)，海龜能夠利用地磁場(chǎng)的細(xì)微變化或氣味的細(xì)微變化來(lái)精確導(dǎo)航。所以，“北斗海中衛(wèi)星”內(nèi)部應(yīng)裝載地磁變量計(jì)與氣味嗅探計(jì)，在每次巡航時(shí)經(jīng)過(guò)相同地點(diǎn)，記錄下該地的地磁偏角、地磁強(qiáng)度等參數(shù)，同時(shí)記錄氣味等信息，以便更好地研究海龜?shù)倪@種導(dǎo)航技術(shù)，將來(lái)利用到潛艇導(dǎo)航、潛水員的導(dǎo)航支持中。

另一方面，世界各國(guó)的地震探測(cè)都只能提前數(shù)秒報(bào)警。而海洋中很多的水生生物如水母等能夠提前數(shù)小時(shí)至數(shù)天來(lái)預(yù)警。同時(shí)我們也知道，海洋中的海嘯等自然災(zāi)害也能被一些生物提前感知，那么我們便會(huì)有這樣的大膽假設(shè)，也許，真正能夠提供精確導(dǎo)航與預(yù)警的場(chǎng)所是海洋內(nèi)部，外太空的衛(wèi)星導(dǎo)航定位能力略差于海洋。所以，“北斗海中衛(wèi)星”利用在海洋內(nèi)部的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以借鑒水母的預(yù)警方式，更早地預(yù)測(cè)地震、海嘯。

由于這部分動(dòng)物具有的精確導(dǎo)航、預(yù)警能力還是屬于待解之謎，所以，以目前的科學(xué)技術(shù)來(lái)看還不能篩選出真正能夠判定為屬于這些動(dòng)物應(yīng)用的參數(shù)數(shù)據(jù)，所以只能通過(guò)觀察這些動(dòng)物的行為來(lái)逐步優(yōu)化“北斗海中衛(wèi)星”的預(yù)警能力，當(dāng)這些數(shù)據(jù)構(gòu)成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，我們相信，最終能夠解開(kāi)動(dòng)物精確預(yù)警、導(dǎo)航之謎，全面提升北斗的應(yīng)用能力。

圖2 探索海龜導(dǎo)航技術(shù)流程圖

2 應(yīng)用展望

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星作為中國(guó)的一項(xiàng)大型科技工程，在各方面都有廣泛應(yīng)用。未來(lái)是空爭(zhēng)間探索領(lǐng)域爭(zhēng)雄的高級(jí)戰(zhàn)場(chǎng)。為了應(yīng)對(duì)諸如GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)、格洛納斯系統(tǒng)對(duì)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的影響，拓寬北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的全方位利用渠道，可以不僅僅局限于導(dǎo)航就是外太空衛(wèi)星對(duì)地球內(nèi)部移動(dòng)物體進(jìn)行導(dǎo)航這樣的認(rèn)知。如果真的能夠發(fā)展“北斗海中衛(wèi)星”，結(jié)合仿生學(xué)應(yīng)用，也許就能夠?qū)⑽覀兊谋倍穼?dǎo)航探索技術(shù)提升到一個(gè)新的高度。本文是對(duì)“北斗海中衛(wèi)星”的初步構(gòu)思，如果能夠在相關(guān)科研工作者的努力下成為現(xiàn)實(shí)，必能使我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)精確度更高、應(yīng)用范圍更廣、抗打擊能力更強(qiáng)，最終超越技術(shù)成熟的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]譚述森.衛(wèi)星導(dǎo)航定位工程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[2]R L Evans， P Tarits， A D Chave. A Symmetric Electrical Structure in the Mantle Beneath the East Pacific Rise at 170S- SCIENCE. 1990， Volume 286.

752-756.

[3]鄧明，沈高山，余平，等.基于麥克斯韋理論的海底大地電磁探測(cè)技術(shù)[J].國(guó)家“863”計(jì)劃課題研究，2012，12（12）.

[4]節(jié)選自《數(shù)字海洋博物館》，大氣壓與水壓——海洋中生物承受的壓力.

[5]梁涓.水下無(wú)線通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].EXPERIRENCE AND EXCHANGE，2009，24（11）.

[6]李文娟，仲曉光.跳頻通信[J].中國(guó)新通信，2012.

作者簡(jiǎn)介

陳世品（1968-），男，福建南平人，農(nóng)學(xué)博士、副教授、碩士研究生導(dǎo)師，福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院副院長(zhǎng)，研究方向：野生植物資源開(kāi)發(fā)利用、植物和植被監(jiān)測(cè)等。endprint

這種傳播方法的衰減度較大，使得通信距離較短，但通信質(zhì)量穩(wěn)定。

另一種方法是采用跳頻通信，它是指頻率跳變的擴(kuò)展頻譜通信，它利用偽隨機(jī)碼序列來(lái)離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號(hào)的頻率隨偽隨機(jī)碼的變化而跳變[6]。該系統(tǒng)可以傳輸文字、語(yǔ)音、圖像等信息，能抗多途徑干擾并能保證信息安全，能實(shí)現(xiàn)10千米水下信號(hào)相互清晰地傳遞。所以如果將這一技術(shù)裝載到“北斗海中衛(wèi)星”上，應(yīng)該在海洋界面設(shè)計(jì)一裝置，保證下層海中信號(hào)能夠接收，上層能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸?shù)叫l(wèi)星信號(hào)接收塔。

1.2.3 “北斗海中衛(wèi)星”內(nèi)部搭載的器件

微波散射計(jì)、輻射計(jì)、溫度計(jì)、海浪高度計(jì)、數(shù)據(jù)接收機(jī)等，根據(jù)前文提到的：之所以有“北斗海中衛(wèi)星”的構(gòu)想，是因?yàn)槭艿胶｝斁_導(dǎo)航的啟發(fā)，根據(jù)科學(xué)家的初步推測(cè)，海龜能夠利用地磁場(chǎng)的細(xì)微變化或氣味的細(xì)微變化來(lái)精確導(dǎo)航。所以，“北斗海中衛(wèi)星”內(nèi)部應(yīng)裝載地磁變量計(jì)與氣味嗅探計(jì)，在每次巡航時(shí)經(jīng)過(guò)相同地點(diǎn)，記錄下該地的地磁偏角、地磁強(qiáng)度等參數(shù)，同時(shí)記錄氣味等信息，以便更好地研究海龜?shù)倪@種導(dǎo)航技術(shù)，將來(lái)利用到潛艇導(dǎo)航、潛水員的導(dǎo)航支持中。

另一方面，世界各國(guó)的地震探測(cè)都只能提前數(shù)秒報(bào)警。而海洋中很多的水生生物如水母等能夠提前數(shù)小時(shí)至數(shù)天來(lái)預(yù)警。同時(shí)我們也知道，海洋中的海嘯等自然災(zāi)害也能被一些生物提前感知，那么我們便會(huì)有這樣的大膽假設(shè)，也許，真正能夠提供精確導(dǎo)航與預(yù)警的場(chǎng)所是海洋內(nèi)部，外太空的衛(wèi)星導(dǎo)航定位能力略差于海洋。所以，“北斗海中衛(wèi)星”利用在海洋內(nèi)部的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以借鑒水母的預(yù)警方式，更早地預(yù)測(cè)地震、海嘯。

由于這部分動(dòng)物具有的精確導(dǎo)航、預(yù)警能力還是屬于待解之謎，所以，以目前的科學(xué)技術(shù)來(lái)看還不能篩選出真正能夠判定為屬于這些動(dòng)物應(yīng)用的參數(shù)數(shù)據(jù)，所以只能通過(guò)觀察這些動(dòng)物的行為來(lái)逐步優(yōu)化“北斗海中衛(wèi)星”的預(yù)警能力，當(dāng)這些數(shù)據(jù)構(gòu)成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，我們相信，最終能夠解開(kāi)動(dòng)物精確預(yù)警、導(dǎo)航之謎，全面提升北斗的應(yīng)用能力。

圖2 探索海龜導(dǎo)航技術(shù)流程圖

2 應(yīng)用展望

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星作為中國(guó)的一項(xiàng)大型科技工程，在各方面都有廣泛應(yīng)用。未來(lái)是空爭(zhēng)間探索領(lǐng)域爭(zhēng)雄的高級(jí)戰(zhàn)場(chǎng)。為了應(yīng)對(duì)諸如GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)、格洛納斯系統(tǒng)對(duì)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的影響，拓寬北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的全方位利用渠道，可以不僅僅局限于導(dǎo)航就是外太空衛(wèi)星對(duì)地球內(nèi)部移動(dòng)物體進(jìn)行導(dǎo)航這樣的認(rèn)知。如果真的能夠發(fā)展“北斗海中衛(wèi)星”，結(jié)合仿生學(xué)應(yīng)用，也許就能夠?qū)⑽覀兊谋倍穼?dǎo)航探索技術(shù)提升到一個(gè)新的高度。本文是對(duì)“北斗海中衛(wèi)星”的初步構(gòu)思，如果能夠在相關(guān)科研工作者的努力下成為現(xiàn)實(shí)，必能使我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)精確度更高、應(yīng)用范圍更廣、抗打擊能力更強(qiáng)，最終超越技術(shù)成熟的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介

陳世品（1968-），男，福建南平人，農(nóng)學(xué)博士、副教授、碩士研究生導(dǎo)師，福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院副院長(zhǎng)，研究方向：野生植物資源開(kāi)發(fā)利用、植物和植被監(jiān)測(cè)等。endprint