第31章 技术支持

第三十一章 技术支持人们通常把1925年10月2日，苏格兰人约翰－洛吉－贝尔德在伦敦的一次实验中扫描出木偶的图像看作是电视诞生的标志，他被称做电视之父。但是，这种看法是有争议的。因为，也是在那一年，美国人斯福罗金在西屋公司向他的老板展示了他的电视系统。尽管时间相同，但约翰－洛吉－贝尔德与斯福罗金的电视系统是有着很大差别的。史上将约翰－洛吉－贝尔德的电视系统称做机械式电视，而斯福罗金的系统则被称为电子式电视。这种差别主要是因为传输和接收原理的不同。电视的发展纷繁复杂。几乎是同一个时期有许多人在做同样的研究。美国在1939年推出世界上第一台黑白电视机，到1953年设定全美彩电标准以及1954年推出彩色电视机。1951年，美国H－洛发明三枪荫罩式彩色显像管，洛伦期则发明单枪式彩色显像管。1954年，美国得克萨期仪器公司研制出第一台全晶体管电视接收机。当苏联成功发射第一颗人造卫星的同时，美国约翰霍普金斯大学展示了可以由人造卫星的无线电讯号的杜卜勒飘移现象来定出个别的卫星运行轨道参数。虽然这只是逻辑上的一点小进展，但是假如我们能得到卫星运行轨道参数，那么我们就能计算出在地球上的位置。卫星导航的观念最早可以追朔至1957年的由苏联发射的史波尼克人造卫星，它是人类历史上的第一颗人造卫星。精密的电子导航系统则在二次大战时由美国麻省理工学院无线电实验室开发成功，它是采用以陆上无线电基地台为架构的导航系统利用无线电波的波长及电波到达的时间并以三角定位法由计算器算出所在位置。这种装置虽然其误差值有可能超过一公里但是在GPS全球定位系统尚未出现之前却是大部份的飞机船舶所较能依赖的导航装置。从1960开始，美国和苏联开始研究利用军事卫星来做导航用途，大部份的系统都仅为空军或海军的个别需求。到了1961年，军方终于将过去所有的努力做成整合系统，也就是我们现在所熟知的N**STAR系统，至于苏联所开发的系统称为GLONASS也即将开始做商业运转。从开始所有N**STAR系统的商业运转均归美国运输部底下的美国海岸防卫队负责，成为美国国家导航信息服务的一环。兰黎明提出的GPS系统的物理基础理论并没有想象中的深澳，基本的假设是，发射卫星的人可以一直追踪卫星的位置，然后卫星可以把这些数据直接传给你。卫星可以不断的传送轨道运行资料和由所载原子钟产生的精确时间数据，GPS接收器上有一个专门接收无线电讯号的接收器，同时也有自己的时钟。当接收器收到一个卫星传来的讯号时，它可以经由内部微处理机换算成所在的位置数据，也就是说可以知道这个卫星离我们多远以及它的方向在那里，但是这个位置有可能是地球表面一个大圆弧上的某一点。当有两个卫星讯号时，接收器算出来的位置只是两个球状讯号交会形成的一个圆形范围，而这个圆形范围到达地球表面时会有两个交会点，因此仍只能到粗劣的位置。第三个卫星讯号会在三个球状讯号中产生两个交会点，其中一个交点会到达地球表面，另外一点则在太空中卫星的另一侧，当然GPS会假定你不可能在太空那一点上。当GPS连续收到5到6颗卫星讯号以上时，就可以得到更精确的定位数据，每一个卫星都会产生一个不同的球状讯号，接收器会自动算出所有球状讯号共同的交会点在那里。由于每个卫星发射出来的讯号都不大一样，有时候还会失去讯号，因此以其平均值来提高精确度。收到三个以上的卫星讯号就可以知道我们身处何处，我们可以从卫星送出来的时间讯号测得卫星是否仍在持续发送讯号，所以GPS卫星接收器至少必须要能计算出位于三度空间上的垂直位置。当然，所有的国家并不建议飞行员采信GPS的高度数据，顶多只能当做参考，因为高度的精度取决于个别卫星的频率，高度误差差不多是水平误差的二至三倍。举例来说，研究机构曾测试过海拔高度约30米的地面，但其数值有时候会出现负60米的情况。这种情况对驾船的人来说，倒是可以不用理会，因为船只能在水平面上行驶。但对飞机会是致命的。N**STAR由三个部份组成。第一个部份是太空，由24个定位卫星在六个轨道上运转，它们以20200公里的高度以及12小时绕行地球一圈的速度绕着圆形轨道运转，这样才可以确保每一个卫星会在每天的同一时间通过地球表面的同一点，其结果是地球表面的任一角落的上空随时都有5－8个定位卫星通过。基于商业上的考虑，大部份的GPS卫星接收器都被尽可能设计成能的追踪最多颗数的卫星，但实际上只要能追踪四颗卫星就能达到定位的效果。每一个卫星的运转寿命约为七年半，过了这个周期，运行轨道会偏移而且电力会逐渐耗尽。各个能发射卫星的国家在这方面也早已做了准备，轨道上经常保持三颗备用的卫星，当发生卫星突然故障时，可做为紧急调配之用。其次是由五个位于世界各地监视中心和三个地面天线以及位于各国空军基地的主控制站所组成的控制部份。世界各地监视中心只是被动的监视追踪卫星并累计范围数据，并将这些范围数据传送到主控制站，在此地更新修正导航数据后，再由地面天线传送到每一个卫星上。最后一个部份即是由GPS卫星接收器和用户组成的部份。1958年9月12日：在INTEL公司创始人的领导下，发明了集成电路，不久又推出了微处理器。1959年到1963年间设计的计算机一般被称为第二代计算机。由于大量采用了晶体管和印刷电路，计算机体积不断缩小，功能不断增强，可以运行FORTRAN和COBOL，接收英文字符命令。出现大量应用软件。1960年，第一个结构化程序设计语言推出。1961年，IBM公司推出APL编程语言。1963年，DEC公司推出第一台小型计算机。1963年以后的计算机一般被称为第三代计算机，大量使用集成电路。这源于利用于二次世界大战的军事电子装置中，而被广泛应用。1953年，出现了双面板，并采用电镀工艺使两面线路互连，出现孔金属化。1960年，出现了多层板，末期又出现聚酰亚胺软性电路板。这以后又产生多层布线板到集成电路，进而发展出高性能的电子计算机。在此基础上，从1957年开始，南华联邦开始构建军队军队指挥自动化系统并不断升级。它一般由下列分系统组成：信息收集分系统、信息传递分系统、信息处理分系统、信息显示分系统、决策监控分系统和执行分系统。这些分系统有机结合，构成一个统一的整体。信息收集分系统由分别配置在地面、海上、空中、外层空间的各种侦察设备，如侦察卫星、侦察飞机、雷达、声纳、光学摄影机、遥感器及其他侦察、探测设备组成。它能及时地收集敌我双方的兵力部署、作战行动及战场地形、气象等情况。信息传递分系统主要由终端、交换、线路和用户设备组成。信道终端设备主要有有线电载波通信、微波接力通信、散射通信、卫星通信及光通信设备等；交换设备主要有电话、电报、数据交换机等。通常由这些设备组成具有多种功能的通信网，迅速、准确、保密、不间断地传输各种信息。信息处理分系统由电子计算机硬件和软件组成。信息处理是将输入计算机的信息，通过按预定目标编制的各类软件，进行信息的综合、分类、存储、检索、计算等，并能协助指挥人员拟制作战方案，对各种方案进行模拟、比较、选优。常用的军事信息处理有文电处理、数据处理、情报检索、图形处理、图像处理等。信息显示分系统由各种输出可视信息的设备组成。显示设备通常有供单人使用的管面显示器和供指挥人员共同使用的大屏幕显示器两种。其功能是把信息处理分系统输出的各种信息，包括军事情报、敌我态势、作战方案、命令和命令执行情况等，用文字、符号、表格、图形、图像等多种形式，协调地显示在各个屏幕上。决策监控分系统由监视器、键盘、打印机、多功能电话机、记录装置等组成。通常组装成工作台形式，实现人机交互，用以辅助指挥人员作出决策、下达命令、实施指挥。还可用来改变指挥自动化系统的工作状态并监视其运行情况。执行分系统可以是执行命令的部队的指挥自动化系统，也可以是自动执行指令的装置，如导弹的制导装置、火炮的火控装置等。命令的执行情况和武器的打击效果可通过信息收集系统反馈到决策监控分系统。各类指挥自动化系统将形成整体、协调有效的配套体系。战略指挥自动化系统将进一步受到重视，战术指挥自动化系统将得到更快发展，与武器系统的结合将更加紧密。