0

0
0

文字

分享

0
0
0

GPS裝置的未來機會與危機! Todd Humphreys: How to fool a GPS

Scimage
・2012/08/20 ・909字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 457 ・五年級
相關標籤: 追蹤 (2)

GPS裝置目前已經被廣泛使用在手機與導航裝置,越來越多的科學研究(鴿子的小組飛行,人為什麼會迷路)也開始利用GPS優異的定位能力。

但是這項技術的限制在哪裡?可能會有什麼樣的應用與危險在未來幾年就會陸續出現在社會上?

這個演講一開始在說明其實GPS技術的定位能力超過我們的想像,目前的定位精準度在數個公尺的尺度,但是在技術上,希望能夠偵測載波的相位甚至可以達到釐米等級的解析度 (公分的解析度在日本跟歐洲的衛星系統都已經實現)。

另外偵測GPS裝置的大小與電池技術也在進步,類似像電影中的GPS追蹤點那種可以貼覆在物體的小裝置,或許很快會出現在生活裡,人會大幅提高人對物體的控制與尋找能力,就像很久以前找資料是去尋找整理分類好的資料,而現是使用搜尋系統,而空間定位的方式可以把這樣的能力賦與真實的物品。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

但是隨之而來的就是隱私與被誤用,片中舉例說不死心的前男友偷裝GPS在女友車上進行追蹤,然後女友求救無門。

目前有的技術可以利用反GPS裝置發出干擾訊號,把GPS的訊號蓋掉,不過周圍的GPS裝置也都會失效,並不是完美的解決方案,演講者自己發展出一個系統可以送出假的GPS訊號然後欺騙GPS裝置,控制GPS裝置自以為的位置,來說明有其它技術可以解決被追蹤的問題。

不過同樣的,這樣的技術如果被惡用,可以引導船或飛機迷航或是用於犯罪製造不在場證明等。

這演講雖不完整,不過點出了關於GPS的未來還有很多可能性與要處理的問題,或許可以提供現在的人發揮想像力去實現或改變!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

原發表於科學影像scimage

文章難易度
Scimage
113 篇文章 ・ 4 位粉絲
每日介紹科學新知, 科普知識與實際實驗影片-歡迎每一顆好奇的心 @_@!

0

8
2

文字

分享

0
8
2
快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

0
0

文字

分享

0
0
0
人工滑雪場內的定位系統
科景_96
・2011/02/10 ・680字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Original publish date:Mar 12, 2009

編輯 HCC 報導

 

德國工程師利用RFID(無線射頻識別技術)建構了人工滑雪場內的運動員滑雪板位置與路徑追蹤系統,定位精度到公分等級,可以協助教練檢視運動員的滑雪技術。

區域定位系統的應用日廣,或因為建築物的遮蔽,無法順利接收衛星訊號,須進行室內人員或車輛定位;或利用RFID(無線射頻識別技術)追蹤物品位置,進行物流管理。德國工程師另有巧思,把區域定位系統應用到滑雪運動員的訓練上。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工程師把答應器(transponders)包括無線電發射器與接收器應用在滑雪場上,將無線電發射器固定在運動員的滑雪板上,利用滑雪板前後端的小型天線以每秒千次的頻率傳送無線電波。於滑雪場斜坡定距佈置的接收站(receiving stations),擷取無線電波訊號,計算天線發射訊號到接收站的時間,精確的對滑雪板上的天線進行定位。

電腦每千分之一秒計算滑雪板位置一次,隨於螢幕上顯示滑雪板的移動路徑,教練就能檢查滑雪運動員的兩支滑雪板是否保持平行,或能做個標準的回轉動作。

工程技術的跨領域應用端視工程師的豐富知識與巧思。

參考來源:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文版權聲明與轉載授權資訊:

 

 

科景_96
426 篇文章 ・ 7 位粉絲
Sciscape成立於1999年4月,為一非營利的專業科學新聞網站。