GPS是怎样确定自身的速度呢?初学者会想当然的以为,既然接收器都可以算出我每一秒钟的具体坐标,然后再除以一秒钟,这就是我一秒钟内的平均速度了。看起来是很合理,可是实际应用中,由于各种误差,导致这样算出来的数据不可能那么准确。实际上GPS接收机在计算前进速度的时候,用的是多普勒效应(Doppler Effect),准确程度可以达到0.5公里/小时。那什么是多普勒效应呢?GPS又是怎样利用多普勒效应确定速度的呢?
多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。他认为声波频率在声源移向观察者时变高,而在声源远离观察者时变低。一个常被使用的例子是火车,当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。
我们不妨先想一想火车从我们身边驶过时汽笛声的变化。当火车向我们驶来时,由于声波被压缩,汽笛的音调会变高;而当火车离我们远去时,声波被拉长,汽笛的音调又逐渐降低。怎样来理解这种现象呢?我们可以把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象成火车每走一米,便发射了一个脉冲,那么在之前的每一个脉冲都比静止不动的状态是更接近火车本身。而在火车后面的声源则比原来静止不动时远了一米。或者说,在火车前的脉冲频率比平常变高,而在火车后的脉冲频率比平常变低了
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这个家伙很懒,什么也没留下......