麻省理工學院（MIT）的科學家們開發(fā)出了一種聲學系統(tǒng)，它的作用就像一個水下GPS，但卻不需要電池來操作。水下反向散射定位(UBL)系統(tǒng)通過反射調(diào)制的音頻信號來產(chǎn)生二進制脈沖。GPS導航已經(jīng)非常成功。除了幫助駕車者從A點到B點，這項技術(shù)還發(fā)現(xiàn)了令人困惑的各種應(yīng)用，從戰(zhàn)場到倉庫。 (;q;E\Ejq  
6Udov pl  
g[3)P+  
然而，GPS無法進入水下工作。這是因為水會阻礙和分散GPS所依賴的無線電波，使其失去作用。這也是為什么潛艇使用聲納而不是雷達來探測周圍環(huán)境的原因。雷達波束在幾碼之內(nèi)就會被吞噬，而聲學信號在合適的條件下可以傳播數(shù)千英里。 (vTtDKp@  
)Q.>rX,F  
根據(jù)MIT科學家們的說法，使用聲學來創(chuàng)建相當于全球定位系統(tǒng)的水下信號發(fā)生器的問題是，聲學信號發(fā)生器非常耗電。這對于核潛艇來說可能并不重要，但對于那些依靠電池執(zhí)行任務(wù)的小型設(shè)備，比如追蹤動物，這可能是一個真正的問題。 )gMG#>up@  
!1ED~3/X  
為了幫助克服這個問題，MIT研究人員在海軍研究辦公室的支持下，轉(zhuǎn)向了壓電材料，這種材料在機械應(yīng)力下產(chǎn)生電荷，包括受到聲波的影響。對于UBL系統(tǒng)，該團隊使用壓電傳感器選擇性地將從環(huán)境中發(fā)出的聲波反射回來作為反向散射，同時將聲波本身作為動力源。然后，這些聲波以二進制模式被接收器接收，1為反射聲波，0為未反射聲波。 B#M5}QT|2  
mFi&YpHu3  
這種二進制信號使得UBL系統(tǒng)能夠攜帶信息，通過計時來確定聲波從傳感器上反射出來，然后返回觀測裝置所需的時間，從而進行位置固定。然而，該團隊指出，水下環(huán)境極為復雜，聲波會在海面和海底反彈。尤其是在淺水區(qū)，回彈信號比較強，這就更難了。 0|a(]a}V*j  
{|'E  
為了解決這個問題，該團隊采用了“跳頻”的方法，即以一種模式在一系列頻率上發(fā)送信號，因此它們以不同的相位返回。將時序數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)結(jié)合起來，可以更精確地固定。在淺水區(qū)，信號的比特率被放慢，以使回波有時間消退，不干擾信號。 |cR;{Z8?_  
Pqn@ST  
到目前為止，UBL系統(tǒng)已經(jīng)通過了淺水區(qū)的概念驗證測試，它估計的距離達到了近50厘米。MIT將與伍德霍爾海洋研究所合作，在開始實地測試之前，增加距離。最終的目標是一種導航技術(shù)，使自主水下航行器能夠繪制詳細的海底地圖。 AT%u%cE-  
t{.8|d@  
“為什么我們不能派出自主式水下航行器去執(zhí)行探索海洋的任務(wù)？答案是。我們會失去它們�！眻F隊負責人Reza Ghaffarivardavagh說。 6*3.SGUY  
#H:7@  
有關(guān)該研究的論文在計算機械協(xié)會的網(wǎng)絡(luò)熱點研討會上發(fā)表。