未来全球磁场定位系统,未来全球磁场定位系统发展趋势

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• 1、地球磁场已开始分裂，NASA感到担忧，至今都找不到原因
• 2、有没人说一下地球磁场定位现在如何了
• 3、全球四大定位系统是什么？
• 4、如果磁场不均匀成像结果如何？

地球磁场已开始分裂，NASA感到担忧，至今都找不到原因

笔者 龙葵草

如果没有地球磁场，人类不可能建设出全球通讯系统，地球上依靠磁场生存的生物也将灭绝。而去年九月份，美国宇航局对外发布了一份研究报告，该报告指出他们的研究人员通过数据监测和研究证明了南大西洋区域的地球磁场消失了。准确地说，那里的磁场出现了明显的“凹痕”，导致地球磁场从原来的整体变成了分裂个体，这是什么原因造成的呢？

地球磁场是如何产生的？

在了解该问题之前，我们首先来了解一下地球磁场是如何形成的。学过中学物理的朋友应该对安培定律和法拉第定律不陌生，安培定律描述的是导体在磁场中运动能够产生电流，法拉第定律阐述的是一个不断变化的磁场会产生电场。这两个定律将磁场和电场联系了起来，而地球磁场的产生与电流也密不可分。

地球内部分为多个层次，其中核心区域分为内核和外核，内核里的物质呈固态，而外核的物质呈液态。目前被广泛认同的观点是，地球外核中的电子伴随着地球自转产生电流效应，该电流效应进一步产生磁场，这是地球磁场产生的原理。对于地球磁场的形成原因，目前还没有明确的定论，但存在两种假说。

第一种假说认为地球磁场和其他星球磁场拥有同样的形成方式，即星球因为宇宙空间的某种变化而带上了电荷，这些电荷跟随着星球自转产生电流，进而产生磁场。另一种假说认为，地球磁场产生所需要的电荷是自己内部产生的，而不是来自外太空。 历史 上第一个提出地球磁场概念的是一位名为吉尔伯特的英国人，他在1600年就认为地球是一个巨大的磁体。

同时他认为地球磁场的起因在于它内部，而不是外太空。到了1893年，著名数学家高斯尝试用数学的方法去描绘磁场，虽然开启了人类运用数学理论描绘磁场的先河，但并没有从本质上解释地球磁场形成的原因。尽管如今科学家们已经了解了地球磁场的分布和变化规律，但对其起源还不是很有把握。

为什么地球磁场会发生断裂？

根据NASA发布的研究报告，他们最初是在南大西洋区域发现了明显的磁场断裂现象，并且预测该痕迹可能会继续向西移动，最终可能造成整个南大西洋区域磁场异常，那么是什么原因导致地球磁场出现断裂现象呢？NASA科学家认为这和地球磁场的起源有关，如果从外太空产生，那就是一个解释。

如果地球磁场只与地球内部有关，那又是另一种解释了。但在这次研究中，NASA科学家倾向于将问题的原因归结为地球内部发生了变化。地球内部的温度超过5000摄氏度，在如此高温的环境下电荷可以常年保持运动状态，因此地球磁场一年四季都存在。但当地球内部的温度不足时，电荷运动的幅度就有所下降。

这种情况可能会导致磁场消失，也可能导致磁场颠倒。在这之前，就已经有研究指出地球磁场处于动态变化中，而且磁极也会发生变化，并且每隔一段漫长的时间就会出现磁极颠倒的情况。早在上世纪初，法国科学家布吕内就通过研究发现大约70万年前地球磁场发生过反转，到了1928年日本科学家松山基范也得到同样的研究结果。

随着勘探技术的不断提高和勘探设备的不断更新，科学家获得了越来越多关于地球磁极翻转的证据，比如一团岩浆在凝固成一块岩石的过程中会受到地球磁场的影响，然后被赋予磁性，它所带有的磁性就代表当时地球的磁场情况，科学家通过研究地球上不同地区的岩石来判断地球磁场变化。

地球磁场断裂会造成什么影响？

一直以来，我们认为大气层是地球的“保护罩”，实际上无形的地球磁场也是不可或缺的保护层。如果地球上某块区域的地球磁场缺失了，那么首先受到影响的应该是该地区的通讯，因为人类所有的通讯系统都与磁场有联系，包括定位系统、卫星信号系统等等。这种影响是立竿见影的，生活在该地区的人们很快就会发现电子通讯产品的信号很差，甚至完全消失。

从长远的角度来看，地球磁场的断裂会导致断裂区域的生物受到更多太阳辐射的威胁。实际上地球磁场在阻挡太阳辐射粒子方面发挥了巨大的作用，让原本施加在地球生物身上的辐射削弱。而过量的太阳辐射不仅会导致人体 健康 出现问题，还可能会导致基因突变等问题，对人类种群发展和繁衍造成深远的影响。

或许人类应该加快星际移民的步伐

面对地球磁场的断裂，人类也显得有些无能为力，对此不少网友表示，既然我们没有能力去主动修复地球磁场，那我们是否要做好离开地球的准备呢？对此笔者认为这也不失为一条退路，因为地球不可能像现在这样“容忍”人类，终有一天会爆发大规模的天灾来考验人类。其次，近几年星际移民的话题都居高不下，尤其是有人提出要在2024年将人类送上火星。

还有人提出要在未来十年里建设火星城市，尽管不知道是不是在画饼，但可以从中窥见人类进行星际移民的雄心，或许地球磁场的断裂是人类加快星际移民的契机。

有没人说一下地球磁场定位现在如何了

地磁定位未来全球磁场定位系统的由来

众所周知未来全球磁场定位系统，我们生活的世界，处处遍布着地球磁场。合理利用这种天赐的资源是生物的本能。

很多鸟类，尤其是迁徙的候鸟，在做长途飞行时都能利用地球磁场来保持其飞行路线不发生偏离，研究发现这些鸟类有一种特殊的“联觉”，可以让它们“看到”地球磁场中磁力线的分布,就好像它们看到周围环境中只有五彩缤纷的图案一样。

而人类利用地磁进行方向辨认和导航亦由来已久，古代人发明的指南车、航海罗盘，都是很好的例证。现如今，随着测量仪器的发展，和对地磁研究的深入，人们可以对不同空间的地磁场进行精确描述和测量，使得地磁定位导航成为未来全球磁场定位系统了可能。

室内地磁定位是怎么一回事？

地球本身是一个巨大的磁体，它在地理南北两极间形成一个基本的磁场。但这种地球磁场会受到金属物的干扰，特别是穿过钢筋混凝土结构的建筑物时，原有磁场被建筑材料（金属结构）扰动扭曲，使得每个建筑物内都形成了独特的“磁性纹路”，也就是说在室内形成了一种有规律的“室内磁场”。

而且，如果建筑物本身不发生钢筋体的结构性改变，室内磁场的特性也就固定不变。而室内地磁定位正式捕捉这种“室内地磁场”的规律特征来实现的，通过手机端普遍集成的地磁传感器去收集室内的磁场数据，辨认室内环境里不同位置的磁场信号强度差异，从而匹配自己在空间中的相对位置。

室内地磁定位精度

理论上不同位置的地磁场差异性是微秒的，普通的测量工具是无法探测的，但这种被建筑物扰动扭曲后的“室内地磁场”却恰恰加强了地磁信号的差异性，使得室内地磁数据的获取变得可能，也间接提高了定位的精准性。由于室内每一小块空间的磁场纹路都是独一无二的，所以当手机获取了该区域的磁场特征后，匹配系统中的磁场数据库，就能进行精确定位，通常精度在2米左右，足够胜任大部分室内环境的定位需求。

室内地磁定位的优势

1、无硬件

定位环境不需要部署额外的硬件，完全零施工，也不用采用额外的终端，带有地磁传感器的手机即可部署和体验，不分场景和时间，不需担心设备供电，不需要现场维护等各种问题，方便用户进行大规模推广和应用。

2、无累积误差

作为一种匹配定位算法，地磁导航的误差不会随着时间产生累积效应，非常适合与惯性导航系统进行信息融合，构成组合导航系统，对惯性器件产生的累计误差进行及时的修正。

3、低成本

由于没有了硬件成本，室内地磁定位系统的整体成本也会大大降低。

室内地磁定位的不足

1、地磁数据采集工作

地磁定位技术的使用要始于对现场地磁数据的采集，而且每当室内环境有较大的变动，比如重新装修的情况时，需要重新对现场地磁数据进行采集更新，这相当于给用户带来了较多的工作量。

2、信号干扰

地磁信号本身是容易受到金属物的干扰，室内环境又很难保持一成不变，假如用户周边突然出现驶过一辆汽车，现场磁场受到干扰，对其位置的获取势必有较多影响，因此地磁定位的稳定性值得商榷。

3、初始位置的获取

地磁定位是相对位置，所以单纯依靠地磁来定位是没法立刻获取初始位置的，很多方案都要求用户在使用定位前在室内行走5~8米，以帮助获取初始位置，也有很多方案采取其他定位技术（比如PDR/iBeacon/Wifi）来辅助获取初始位置，这也是室内地磁定位技术最难解决的问题。

全球四大定位系统是什么？

GPS系统（美国）

GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制，主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

2. 北斗系统（中国）

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是继美国GPS全球定位系统和俄国GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度优于20m。

3.GLONASS系统（俄罗斯）

“格洛纳斯”GLONASS是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，覆盖范围包括全部地球表面和近地空间，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。

4.伽利略卫星导航系统（欧盟）

Galileo系统总投资达35亿欧元的伽利略计划是欧洲自主的、独立的民用全球卫星导航系统，提供高精度，高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。

扩展资料

全球卫星导航系统，也称为全球导航卫星系统，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。

常见系统有GPS、BDS、GLONASS和GALILEO四大卫星导航系统。最早出现的是美国的GPS，现阶段技术最完善的也是GPS系统。

随着近年来BDS、GLONASS系统在亚太地区的全面服务开启，尤其是BDS系统在民用领域发展越来越快。卫星导航系统已经在航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理和汽车导航与信息服务等方面广泛使用，而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。

参考资料：全球卫星导航系统--百度百科

如果磁场不均匀成像结果如何？

NASA发现磁场“断裂”未来全球磁场定位系统，分成两个裂片根据美国国家航空航天局（NASA）科学家发布未来全球磁场定位系统的研究数据显示，通过对地球的磁场进行最终，发现了一个奇怪的“凹痕”，这对地球来说不是一个好事情。同时对于我们人类来说，地球如果出现“凹痕”可能会产生磁场的大波动，并且通过观察发现，这个“凹痕”正在缓慢的偏西移动，穿过南美洲和南大西洋，对“路过”该区域的卫星造成威胁。

所以这种影响正在产生，同时最严重的情况是，科学家们看到一个名叫“南大西洋磁异常区（SAA）”出现了大改变，科学家们发现该异常区域正在逐步向西移动，NASA的报告显示该区域已经分裂成两个裂片，这说明地球磁场出现了“断裂”。那么这就会在地球的上空形成“太空坑洞”，来自太阳的辐射就会直接产生对地球的隐藏，所以肯定会对地球生命也带来一定的影响。

地球磁场为何出现“断裂”未来全球磁场定位系统？

其实这就是大家说的“地球磁场反转”。专家认为，地球磁场是自地球深处的地心部分，是由地球动力支配的，至于为何会出现地球磁场翻转，只有板块运动理论能解释岩石中磁极反转的原因。没有更多的理论来支持，所以具体是为何还是没有人还知道，可续结盟也没有一个肯定性的结论。但是按照统计的情况来看，每隔一段时间地球就会发生一次磁极倒转现象。

初略的极端了一下，在过去的7600万年间，地球曾发生过171次磁极倒转，距今最近的一次发生在70万年前。所以如今又出现这种情况，到底是为何出现还是没有“弄清楚”。根据地球磁场起源理论，地球磁场磁极之所以发生倒转，是由地核自转角速度发生变化而引起的，这与我们上面说的石油地球动力支配是比较类似的，但是这些都是建立在理论基础上。

所以地球磁场的改变如今正在发生之中，并且NASA已经发现了磁场出现“断裂”，地球的上空形成“太空坑洞”肯定也会直接影响太空的卫星或地面等物体，主要就是太空的辐射影响最为明显，所以NASA追踪地球磁场中奇怪“凹痕”是有必要的，避免带来更大的影响时，我们还不知道。

地球磁场变动对人类有什么影响？

上面我们也说过，地球磁场是人类的“保护伞”，如果出现断裂，那么磁场对地球的“保护伞”就会失去，首先影响最大的就是太空的卫星了，作为如今的卫星，定位系统都是依靠磁场来进行调整的。一旦磁场出现异常，全球定位系统( GPS)都会处于瘫痪状态，依赖于卫星的手机和定位系统多不能用了，同时在太阳宇宙粒子发生更强变得的时候，更加会直接进入到我们地球表面。

对人类来说也是致命的影响，什么电力设备，高压电网都会被波及到。同理对地球上的生命体也是一样，鸟类和动物迁徙也会发生困难，可能导致它们大量死亡，因为很多生物都是依靠磁场来辨别方向了。

对人类来说那就更加严重了，太阳粒子的直接照射之下，会引发对生命的威胁产生。我们人类如今就是依靠磁场和大气层等来保护的，没有它们，人类就无法直接生活，用人类为何上太空要穿宇航服就可以进行部分解释，也是具有避免辐射的作用。

所以综合情况来说，地球磁场如今发现了异常“断裂”情况，而科学家们还不知道具体原因，未来如果更加的大，那么对地球产生的影响也会持续增加，因为地球的磁场是地球的“保护伞”，没了肯定是无法生存下去的，就是不知道这个地球磁场在反转过程直走，会不会发生一些“太空坑洞”过大，在没有完全融化的情况下，就可能产生更大影响。