2014年03月26日 星期三
寻找失联飞机,听听“多普勒先生”怎么说
本报记者 高 博 付毅飞

    ■关注马航失联客机 

    3月25日下午,马来西亚交通部代理部长宣布,前一天马国总理的“失联客机MH370消失于南印度洋”结论,是利用“多普勒效应”分析得出。这印证了美国有线电视新闻网(CNN)几个小时前的专家采访内容。

    “我们有的还是那几个ping信号,但Inmarsat(国际海事卫星组织)的工程师利用叫做‘多普勒频移’的微小差别,搞明白了飞机是飞向卫星,还是远离卫星。”气象学家查德·迈尔斯在CNN节目中说。

    Inmarsat副总裁麦克劳克林告诉媒体:他们利用多普勒效应判断出,飞机走的是南线而不是北线。

    “通过测量多普勒效应,可以确定发射信号的飞机与接收信号的卫星的相对速度。”中国航天科工集团的雷达专家董胜波说,“通过分析8个ping信号载波的频率变化,可以确定飞机相对于卫星的速度变化过程。”

    董胜波说,所谓的ping信号也就是一组脉冲信号,含有飞机的地址码。“它仅是一个请求信号,也叫握手信号,定时发送。当卫星收到ping信号时,首先对地址码进行解码,确认该飞机是否租用了数据通道,如果是,就接收飞机的运行参数,否则就不接收。这个过程是定时地重复。”

    “因为飞机向南飞或向北飞,它相对卫星的速度变化过程是不同的,所以通过对多个ping信号波的多普勒分析,可以确定是南线还是北线。”董胜波说。

    “中学课本讲过:当信号的发出者和接受者之间有位移,信号的频率就会改变。”中科院声学所研究员朱敏说。教科书上关于多普勒经典例子是:当火车靠近我们时,汽笛声听起来尖锐;远离时声音变低沉——相对位移“压缩”,或“拉伸”了信号波。

    朱敏曾参与制造一种多普勒测速仪。他说,信号的频率改变和相对速度成正比,因此可从频率变化推断速度。

    实际上,多普勒效应早就用于监测飓风、战机、血流等一切移动物体。同样,从失联飞机的信号是“尖锐”还是“低沉”(尽管差异极小),可判断那一刻飞机是在靠近还是远离卫星。

    由于失联飞机出厂时装有国际海事卫星设备,其发射器每隔一小时向国际海事卫星系统发出ping信号。3月10日,Inmarsat曾根据ping信息研判出,飞机离开马六甲海峡后,可能朝着西北方向的哈萨克斯坦而去,也可能飞向西南的印度洋腹地。

    查德·迈尔斯在CNN节目中表示,以悬停在印度洋上空的同步卫星为圆心,可根据几次ping信号画出几条飞机必在的位置圆弧。而此次利用多普勒效应,则判断出飞机每次“是飞进这些圆圈,还是飞出这些圆圈”,进而排除了北线的可能性。

    董胜波说,除了多普勒分析还有一种方法:分析8个ping信号从飞机到卫星的信号传输延迟时间,南北两条航迹上这种延迟变化是不同的。但这种方法需要卫星与飞机之间有精确的时间同步。“我个人认为,就MH370与卫星之间没有其他通信链路情况下,采用这种方法确认是哪条航迹的可能性不大。”他表示。

    迈尔斯称,Inmarsat的工程师以前还从未用过测多普勒频移技术。但董胜波认为,这项技术并没有多么了不起,外方过于渲染其技术含量,或许另有别情。他透露,在此次事件之前,恐怕连民航界人士也未必知道ping信号的存在。我国很多飞机是波音等国外厂商制造的,也会定时发送ping信号。凭借对该信号的分析,就能掌握这些飞机的一举一动。

    Inmarsat中国市场联络人、马航事件发言人赵玉民25日对科技日报记者表示,由于马航事件调查尚未结束,他无法发表技术方面的评论。(科技日报北京3月25日电)  

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