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寒冷气候下,全球导航卫星系统如何“抗冻”运行?

IP属地 中国·北京 编辑:王婷 ITBEAR科技资讯 时间:2024-08-11 16:09:30

8月11日消息,南极洲,这个地球上最冷、最干燥、最多风的大陆,虽然对人类居住条件极不友好,但其重要性却不容忽视。它蕴藏着全球70%的淡水资源和地球上90%的冰量,一旦融化,将导致海平面上升近70米(230英尺)。其面积相当于非洲的一半,而98%的表面被冰层覆盖,反射大量热量回大气层。因此,南极冰原的任何变化都可能对全球产生深远影响,需密切关注。在这一过程中,全球导航卫星系统接收器成为了监测这一变化的宝贵工具。

南极洲的科学监测是一个多传感器综合运用的项目,其中全球导航卫星系统接收器发挥着核心作用。尽管科学活动的重点自然是监测冰原的状态,但全球导航卫星系统接收器也找到了在其他领域发挥其独特优势的方式。

据ITBEAR了解,全球导航卫星系统接收器在南极洲的应用不仅限于冰原监测。它们还被用于地震监测,通过测量构造板块的运动来探测地震活动,其精度可达每年几个毫米的水平位移。此外,在测量冰损失方面,随着冰盖的融化,这些接收器能够测量基岩的上升,从而确定冰的损失量和速度。这一过程被称为“地壳均衡反弹”,是理解南极冰原动态变化的关键。

不仅如此,全球导航卫星系统接收器还能帮助计算大气中的水蒸气量,这对于气候模型的精确性至关重要。通过精确测量全球导航卫星系统信号的延迟,接收器能够提供关于水蒸气的准确数据,并揭示其时间和空间的变异性。这一能力在南极洲这样的偏远地区尤为重要,因为接收器可以在无人互动的情况下完成工作。

电离层活动的测量也是全球导航卫星系统接收器在南极洲的重要应用之一。来自太阳的充电粒子会对地球大气层上层的电离层造成干扰,而地球磁场将这些带电粒子引导至两极,使得南极洲成为研究这些现象的理想场所。多频率全球导航卫星系统接收器能够测量此类扰动,为电离层研究提供宝贵数据。

然而,在南极洲使用全球导航卫星系统接收器也面临着诸多挑战。极端低温、设备间距离遥远以及缺乏通信基础设施都是必须克服的难题。站点需要自给自足,通常依靠太阳能电池板供电,这要求设备必须低功耗运行。数据传输也是一个挑战,需要通过无线电或卫星连接进行,且传输带宽有限。因此,全球导航卫星系统接收器需要具备强大的数据存储能力和智能的数据传输策略。

此外,南极洲测量站中电气和电子设备的集中使用可能会对全球导航卫星系统信号造成干扰。为了保持数据质量,干扰缓解和监测系统被应用于中和大多数恶性干扰者的影响。这些系统的应用确保了即使在极端环境下,全球导航卫星系统接收器也能提供高质量的数据,为南极洲的科学研究提供有力支持。

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