詳解如何算出馬航飛機墜毀：歸功都卜勒效應

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詳解如何算出馬航飛機墜毀：歸功都卜勒效應
2014年03月25日13:23 新浪科技 微博                         收藏本文
MH370到底发生了什么 MH370到底發生了什麼
　专家将此次Inmarsat公司进行的计算称之为“史无前例”的 專家將此次Inmarsat公司進行的計算稱之為“史無前例”的
新浪科技訊北京時間3月25日消息，據CNN報導，昨天，馬來西亞總理告知MH370航班的家屬，他們的親人已經沒有生還可能，因為飛機已經可以確認在南印度洋墜毀。 但為這一結論提供關鍵線索的英國Inmarsat公司究竟是如何做到這種判斷的？


CNN科普如何計算出飛機飛向印度洋
媒體來源：CNN 專家將此次Inmarsat公司進行的計算稱之為“史無前例”的，是此前從未進行過的嘗試。 簡單的說，此前根據衛星信號數據，已經可以大致知道馬航的這架飛機可能沿著南北兩個大的方向飛行。 但究竟飛往哪個方向還無法確定。 如果向北，則會經過陸地。 而如果向南，那裡則是一片汪洋。 而此次這架英國衛星公司所取得的重大突破，就在於判斷出飛機是往南飛了，從而排除了向北飛行的可能性。

能夠這樣做的基本原理其實很簡單，那就是利用“都卜勒效應”。

多普勒效應的定義是指波源和觀察者有相對運動時，觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同的現象。 簡單的說就是由於波源相對觀察者的運動，導致其波長頻率被壓縮或拉伸的現象。 這種波可以是光波，也可以是聲波。 光波的多普勒效應被廣泛應用於天文學研究領域——當天體遠離我們，它發出的光波會被拉伸，波長向紅端偏移，稱之為“紅移”，它甚至曾經幫助哈勃發現宇宙膨脹的現象；反之，如果天體向著我們的觀察方向靠近，它們會顯示藍移現象。

相似的，聲波也會有這樣的現象。 或許很多人有過這樣的體驗：當你站在馬路邊看到一輛救護車從面前疾馳而過，在它接近階段和遠離階段它的警笛發出的聲音聽起來是有差異的。 這就是聲波由於接近和遠離你(觀察者)時而引起的波長壓縮和拉伸(都卜勒效應)。

具體到馬航事件，這架飛機上的某些設備會定期向Inmarsat的衛星發送請求連接的Ping信號，專家稱之為“握手”。 但由於馬航沒有購買相關衛星服務，因此這種請求會被衛星拒絕。 但儘管由於兩者間沒有建立連接，因此沒有辦法收集當時飛機的狀態信息，但此次Inmarsat的工程師們嘗試了一種新的手段——他們對每一次Ping信號中隱含的多普勒效應進行了分析，這樣做就能判斷這個信號是被壓縮了還是拉伸了。

由於衛星定點於地球上空，而馬航的飛機當時正處於飛行狀態，因此嚴格來說馬航的這架飛機與衛星之間存在相對運動，距離也在不斷發生變化。 因此通過以奈秒(十億分之一秒)級別的精度計算飛機與64.5度緯線(衛星定點於此緯度線上空)之間的相對運動，就能判斷飛機的大致飛行位置。 專家們分析了每一次Ping信號的方向信息，並且在此過程中得到了航天界專家以及美國波音公司的技術協助。

另外，利用三角測量法，工程師們還將有望能進一步完善他們的計算結果，測算出飛機的可能墜毀位置，因為他們有可能計算出飛機發送信號時的飛行角度。 (晨風)















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