没有GPS之前，我们怎么开的飞机？

作者|Dong

现在每个的手机上都有GPS，如果没有GPS‎‍，我现在连家也回不了。有次回家没开导航‏，竟然开到前女友家了。敲门以后她老公问我找谁？我说我没带手机。大家有没有想过这样一个问题‍，如果你在地面上还可以有参照物的话，那到了天上‍‍，假如你有私人飞机‏，应该怎么办？尤其是没有GPS的年代。


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我们坐飞机的时候‏，通过舷窗可以看到‎‍，如果下面是阴天的话‏‎，光线透不过来‍‌，直接反射回去‍‍，只能看到白茫茫的一片。这其实是不太容易的‎，路痴到了天上‍，基本上痴上加痴了。先来讲一个故事吧。

大家应该看过苹果公司拍的一个广告‎‌，2007年乔布斯回归苹果以后‏‍，拍了一个非常经典的广告叫Think Different‌，在这个广告里有一个女的站在飞机前‎‎，她的名字叫阿梅莉亚·埃尔哈特。是一个非常伟大的女性‌‏，是个开飞机的‏，创造过许多世界第一。比如飞行高度最高的女性‎，独自驾飞机往返大西洋的女性。
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在1937年‏‌，她本计划完成她的首次环球飞行‎‌，她要连续飞32次‍‏，中间要停下来加油‏‍，在倒数第三次飞行的时候‍，她已经飞行了42天‍‎，这段旅程是从新几内亚的莱城到豪兰岛‏‍，一个狭长的只有1平方公里的小岛‌‌，飞行距离4000公里‍，本打算用时18个小时。几乎所有的时间都是飞在太平洋上。

要在太平洋上找这么个小岛‎，对绝大部分人来说‎‏，几乎是不太可能的事情。

当时阿梅莉亚有个导航员叫费雷德‎‍，她们俩人用的方法是已经用了200年的方法‎‏，主要是用来给船在大海上做定位的‎‍，用六分仪和时间‎，测算太阳‎，月亮或者某个星星的位置‎‍，以确定自己在什么地方。通过时刻计算这个值‎‏，来大约的估算自己与目的地的位置‍，期间还要考虑风向对航线的影响。
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但是这还是超出了当时的精确度‏，飞18个小时‎‏，只为了寻找一个1平方公里的小岛。所以‌，当时用了另一个方案‍‎，在目的地停靠一艘船‌，船上不间断的发射信号‏‎，飞机上有相应的接收设备，然后提供辅助的导航。这种设备叫RDF‏‌，无线电测向仪。当时船上已经检测到飞机了‍，但是和飞机一直没有建立起双向通信来。最后‏，飞机消失了。

后来美国海军进行了大范围的搜寻工作‎‍，这成了一个未解之谜。直到今天‏，人们还在寻找当年的阿梅莉亚。阿梅莉亚已经成了一种文化‍‌，一个图腾。除了出现在苹果的广告里‍‏，还出现在流行歌曲中。

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BBC经常放一些类似《空中浩劫》这样的飞机坠毁的节目‍‍，往往导致飞机坠毁的原因都非常的简单。后来人们研究过阿梅莉亚的飞行记录‌‍，觉得她可能对RDF这种新设备非常的不熟悉‏，而且她已经安全飞过了29次‌，从来没用过这个设备‌‎，全部都是依靠自己的计算。所以‌‎，这个设备她并不太清楚如何使用‍‍，即使使用‍‎，她也仅仅当作是备用设备‌‍，如果她能花点时间来学习使用这个新设备的话‏‍，也许能避免悲剧的发生。

这让我想起了《空中浩劫》有一集叫《kid in the cockpit》‍，讲的是一个战斗民族的机长‍，儿子想开飞机‍‍，结果他儿子把自动驾驶取消了。机长对空客这个系统不熟悉‎，其实只要松开手就可以让飞机继续自动飞行，但是他和副驾驶一通骚操作‌‏，直接把飞机给开到悬崖上去了。其实驾驶舱里是不允许外人进去的‍，儿子也不行。去年吧‏，weibo上有个姑娘发照片‍‏，就去驾驶舱开飞机了‎，当时我就想到了这件事情。

其实这件事情也说明了一些问题‌‏，很多专业人士都有自己的盲区。像机长开了一辈子飞机‌‍，可能就是不知道自动驾驶会取消‏‎，可能阿梅莉亚飞行了无数次‌‌，但是她不会用RDF。我工作的时候也这样‎，比如我没失业以前‍，是操作运营商路由器的‏‍，有时候运营商说设备出问题了‌‏， 我就过去看看。其实我也不清楚为什么会有问题‌‏，但是我会随便输入几个命令看看接口‎‌，看看占用率‌‎，然后搞个几分钟‌‏，把主路由器的流量切换到副路由器上‏‍，然后把这台路由器重启。只要掌握了重启‎‏，大部分故障都会消失的。但是不能上来就重启‍，先装模作样的输入一些命令‍‎，让人家觉得你很NB‏‍，然后再偷偷摸摸的重启‎‍，这样显得比较专业‍，也能让人家交钱的时候觉得不那么亏。要是你每次去解决问题上来就重启‍，那还不如养头猪放那边。👴‍🩳🪥😫🤝

再回来说飞机的事情‌‏，阿梅莉亚出事以后‌‍，科技的脚步没有停止。随后美国又发明了测距仪‌，还有VOR技术‎‎，即使出现看不太清楚的天气‍‎，也能靠着陆系统降落到能看到跑道灯的地方。据说现在‌‎，无论天气好不好‎‍，就算能见度很好‍，隔一段时间也要用这个系统降落一次。

后来飞机又出现了很多因为线路偏航导致的悲惨事情发生。尤其是在1983年苏联战斗机把韩国的民用飞机打下来以后‏，导致269人因此丧生。两周以后‏‍，美国总统里根决定把GPS开放出来‏，免费让全球使用。
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先来讲一下1983年的事情吧‎，这个故事在《空中浩劫》里也讲了‌‌，名字叫《Target is Destroyed 》‏，我特别喜欢看这种纪录片‌‌，大家有兴趣可以找来看看。韩国一架客机从美国出发‍‏，先飞到日本再飞到韩国汉城‌‎，对了‏，好像现在不叫汉城了‍‎，叫首尔。这架航班是007航班。这架航班起飞的时候‎‍，就输入了目的地‏‌，让飞机用惯性导航自动驾驶‌‍，然后飞行员就聊天了。没人发现这已经偏航了。结果最后偏航了300公里。当时是冷战时期‌‎，苏联认为这就是美国来搞侦察的‍‍，上去二话不说‏‏，两颗导弹发射过去把这架飞机打下来了。

在1991年‌，打下客机来的飞行员叫 Genadi Osipovich的飞行员还接受采访‏‍， 在采访中他说:“我看到了两排窗户‌‏，就知道那是一架波音飞机‍，我知道这是民用飞机（不是RC-135‏，美国RC-135侦察机 ）但是这对我无所谓‌，再说了‎‍，地面也没问我是什么飞机‍‍，我也没汇报这是一架客机‎，就击落了。”一脸的无所谓。毕竟军人的天职是杀人，不能用普通人的思维要求他。

实际上‍‌，苏联已经发现了这就是一个客机。说实在的‏‍，肯击落民航客机的没几个国家‏‌，基本上就是以苏联为首的几个国家都曾经击落过客机‎‌，主要的西方国家这种情况比较少‌‍，最近的一次是2020年伊朗把乌克兰的民用客机给打下来了‍，先是栽赃给美国，后来又承认这是不小心‍‎，实际上‏‍，这几个国家漠视人的生命‍，从上世纪50年代以后吧‌‏，民航被击落了20多架‍‍，大部分都是些流氓国家打的‍‎，苏联/俄罗斯自己就搞了6-7架‏‌，光打韩国就打下来了2-3架‏，我认为肯定是故意的‍‍，摆明就是我不要脸。美国也打了一架伊朗的飞机‏，民用客机‎，我觉得吧‌‍，肯定是故意的。《空中浩劫》也讲了美国打伊朗的事情‍，节目的名字叫Mistaken Identity ‍，反正没说服我‎，美国说雷达搞错了。随后美国一架飞机又在空中解体‍，事后发现有塑料炸弹‏，人们认为这是伊朗的报复‏‏，这次被称为洛克比空难。👦‌💄🪗😂🧠

这次事件以后‌‌，美国承诺向民用航空公司开放GPS‎‌，全球定位系统。只是在当时‌‏，GPS还没有建设好‍‌，建设的初衷是为美国军方服务。

美国的GPS是20世纪70年代初启动的‏，在1978年发射了第一颗为GPS服务的人造卫星进行这方面的研究。实际上，世界上第一颗人造卫星是苏联发射的‌，是在1957年发射的‏，叫斯普特尼一号卫星‍‎，只要在地球上监听20.005MHz就能收到它发出的信号。

💅🏫🌰🐡‌美国的两位物理学家‌‏，一个叫威廉·吉伊尔‏，一个叫乔治·维芬巴赫‎‌，这两个人都在约翰·霍普金斯大学‎‍，他们两个人发现用多普勒效应‌‎，能够精确的预测卫星的位置‍‍，达到厘米级别。当卫星靠近用户的时候‏‌，接受的频率高于预期频率；当卫星远离用户的时候‍‎，接受的频率低于预期频率，他们建立了相关的数学模型‎，就可以精确预测这颗卫星在什么地方。

同时‍，两个人意识到‎‌，如果掌握了卫星的轨道和卫星发出的确切频率‌‍，就可以根据收到的信号不同‍，计算出在地球上的精确位置。这是GPS的基础‍，美国军方听了以后‏，很高兴‎，就开始搞GPS。

在GPS之前‌，美国军方用的是罗兰C‍，这个定位系统的精度是数百米。这个系统的问题是路基发射机‍‍，在地下发射信号‎‍，通过地球的电离层来反射这些信号。电离层有个问题是受天气和时间的影响‌‌，早上信号比较好‏‍，中午信号就不好了‍‏，精度会随着时间变化这事‌‌，让人很头痛。
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美国GPS向全球民用开放以后‍‌，精度是经过干扰的‎‌，精度误差在十几米‍‍，关键的地方误差达100米。美国是有权限关闭某个地区的GPS的‌，比如印巴冲突的时候‎‏，美国就把这个地区的GPS关闭了‏‌，直接让双方依靠GPS的武器彻底瞎了。所以‍，除了GPS‍‌，很多国家都要掌握全球定位系统‎‍，否则一旦开战‌‏，美国把GPS关了‍，那只能吃炸弹了。

像俄罗斯有格罗纳斯‏‌，中国有北斗‍，印度也有自己的GPS‍‌，日本有准天顶卫星系统‍‍，欧洲有伽利略。那你说这些系统中哪个最先进呢？这个我也不知道‎，反正美国和欧洲希望日本能把准天顶系统部署到他们国家‎‎，至少准天顶是最先进的全球定位之一‌‍，目前只有它一家可以做实时的厘米级定位。欧洲和美国已经在和NEC、三菱和日立合作‌‎，做厘米级实时定位‍，只有这一家可以满足汽车自动驾驶的要求。像美国的GPS‍‍，欧洲的伽利略都达不到日本的水平。主要是我看不懂‎，说什么GPS的卫星仰角是多少度‎‏，伽利略的仰角是多少度‌‌，日本的卫星仰角是多少度‌，反正在城市里‌‎，除了日本的能100%覆盖‎‌，其它的都只能在某个时刻某个角度看到35%左右‌，要看全图‍‏，需要好几遍才能看完整。因此‎‎，想实时的定位‏，最准的就是日本的。其它几家像印度、俄罗斯我不清楚‍‍，也许更NB‌‍，这都不好说。

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目前我们手机里的‍，绝大部分都是用的美国的GPS‎，造价最便宜‏‏，只要几美元的芯片就能接收信号‌‌，并且效果还可以。

GPS也有自身的弱点‌‎，最大的弱点是容易干扰‍，GPS的卫星距离地球有2万多公里，当信号到达地球的时候‌‍，已经非常弱了。因此‎，在相同的频率上你放另外的信号‍‌，GPS就会接收其它的信号‏‍，比如你开个车，车上有GPS干扰机‌‎，那么你就可以让人无法GPS定位你了。这种屏蔽技术已经非常的成熟了‌‏，在taobao上‏‍，你搜一下‎‏，几百块钱就能买个天线‎，不但能屏蔽GPS‎‍，还能屏蔽手机信号。

这让我想起了中国的伪基站‎‍，伪基站利用移动信令监测系统监测移动通讯过程中的各种信令过程‍，获得手机用户当前的位置信息。伪基站启动后就会干扰和屏蔽一定范围内的运营商信号‏‏，之后则会搜索出附近的手机号‍‍，并将短信发送到这些号码上。屏蔽运营商的信号可以持续10秒到20秒‏‌，短信推送完成后‍，对方手机才能重新搜索到信号。伪基站能把发送号码显示为任意号码‍‌，甚至是邮箱号和特殊号码。载有伪基站的车行驶速度不高于60公里/小时‍，可以向周边用户群发短信‌，因此‌‌，伪基站具有一定的流动性。
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一些功率大的伪基站‎，辐射的范围很广‌，只要伪基站不关闭发射，就会不断的有手机被吸入。离基站越近‌‏，被吸入的可能性越大。当伪基站正在发送诈骗短信的时候‎‎，附近有一万人经过‎，就算80%成功‏‏，也能发送8000条。开个车‎‏，去个大型城市专门挑人多的地方转一转‎，一天发个几十万人不成问题吧。

最后‌，希望大家不要做违法的事情。

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