黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

很多人誤以為黑匣子具有衛星定位功能 。所以會疑惑:既然黑匣子有定位系統,為什么搜尋難度這么大 。其實黑匣子的定位和我們理解的手機定位完全不一樣,甚至都不能算是同一種技術!
首先黑匣子在1954年就被提出,當時的黑匣子很簡單,外形就是一個黑色的方盒 。

黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

最早的黑匣子
1967年,黑匣子才被涂上現在的橙紅色,這樣就可以在搜尋時起到醒目的作用 。但是這個名字一直沿用下來,即便是橙紅色,也依舊叫“黑匣子”!

黑匣子能主動發出信號嗎?

黑匣子可以主動發出信號,發出這種信號的儀器叫“水下定位信標” 。
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

信標的旁邊有個觸發器,只有遇水之后才能觸發“水下定位信標”(ULB) 。這種信號不是電磁波,而是超聲波,人耳是聽不到的 。
水下定位信標分為高頻和低頻
高頻段的“水下定位信標”可以發射頻率為37500hz的正弦波信號 。
這種水下信標一旦被觸發 , 就會連續不斷發射這種信號,直到黑匣子的電量消耗殆盡為止 。
一般情況下,電量可以保證水下定位信標工作一個月 。
【黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?】一旦客機墜落到海底,最好要在30天內尋找到黑匣子,不然等電量消耗殆盡 , 黑匣子不再發射信號,那么找黑匣子就如同大海撈針了 。
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

高頻水下定位信標發射的超聲波強度大,更易探測到 , 但是信號的范圍有限 , 一般只能在4公里的范圍內探測到 。而且也更費電,所以一般只能堅持運行30天 。
而低頻水下信標采用的是8800hz的聲波,這種聲波人耳可以聽到,頻率比較低,所以比較省電,壽命可以延長到90天 。
低頻信標在海面上可發射到20公里之外的區域 。在海底,考慮到信號折損后 , 依舊可以傳遞到6000米以內的海面上 。
即便是這樣,在海洋搜尋黑匣子也是十分困難的 。相對于海面的遼闊,十幾公里的搜尋范圍實在是太小了!
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

而墜落到陸地上的客機,其黑匣子的“水下定位信標”是不會啟動的,除非遇到積水 。
除此之外,黑匣子還配有無線電信標 , 但是受限于功率,發射范圍有限,一旦埋入土中,信號會極大削弱 。這也會給搜尋帶來極大的不便!

那黑匣子為什么沒有GPS定位系統?

理論上 , 黑匣子能做到與衛星定位的功能 。但由于各種現實的因素限制,導致黑匣子一直未能配備衛星定位 。
衛星定位的原理十分簡單,人在地面上有x,y , z三個坐標值 。
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

手機可以通過接收衛星發出的時間計算出其中一個值,如果有三顆衛星就可以計算出人所在位置的精確信息 。
因為光速是固定的 , 衛星的位置也不同,最后導致手機接收到三顆衛星的時間信號有誤差 。所以還需要第四顆衛星校正這種誤差 。所以至少需要4顆衛星才能定位 。
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

既然原理這么簡單,那為什么黑匣子不配備衛星定位呢?

要知道手機定位是給使用者看的,黑匣子即便能定位,也只有黑匣子自己知道自己的位置坐標 。而我們需要的是搜尋隊員知道黑匣子的位置,所以這種操作實屬多余!
常見的手機定位,并不是手機給衛星發射信號,手機也沒有那么大的功率能給衛星發射信號,都是被動接收衛星的信號 。
那黑匣子能通過主動給衛星發射信號將自己的位置信息暴露出來嗎?
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

事實上這樣做毫無意義,首先黑匣子要是能和衛星雙向通訊,那功率得十分大 , 耗電量將劇增,電池的體積也會變大 。導致黑匣子的結構穩定性遭到破壞 。
另外,與其給衛星發射信號,還不如增加功率,對地面發射信號更高效一點 。
要知道,現在民航客機裝配的黑匣子標準來自上個世紀80年代 。
也就是說這40年來,黑匣子基本上沒有多大的變化 。頂多就是增加一些記錄的參數 。在硬件功能上 , 特別是定位系統上,并沒有多大進展 。
黑匣子為什么沒有衛星定位?它的“定位信標”是干嘛用的?

所以新一代的黑匣子將有很多改進的空間 。美國國家運輸安全委員會一直計劃給黑匣子增加視頻錄像功能,可以將駕駛艙的視頻錄像記錄到黑匣子中,但是由于隱私問題一直遭到飛行員們的反對 。
在信息存儲上,新一代黑匣子可能不需要再尋找了 。它可以直接通過衛星將飛行數據發送到地面基站上 。這樣就會實現黑匣子信息和地面基站的實時同步 。

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