DForum
order

从水流星到洲际飞弹 导航科技发展史

  • 林一平

林一平手绘之葛提。林一平

第六代行动通信(6G)发展低轨道卫星,最重要的应用是精准定位。在《黑暗骑士》(Dark Knight)这部电影,蝙蝠侠为了追踪「小丑」,将高登市所有手机的麦克风统通打开,监听每一支手机附近的说话声音,比对小丑的声纹,并以手机定位,找到小丑的位置。这种做法显然大闯红灯,严重侵犯隐私权。在现实生活上,这种全面监听已能实现。定位服务是科技演进的必然结果,无法抵挡的。

谁发明提供定位的GPS?主要的想法据说是来自于葛提(Ivan Alexander Getting),而由美国国防部花了1,200亿美元建置。最初用来导航,而今日更显著的用途是用来校正时间以及精准定位。例如过去的移动通信基地台全都靠GPS来做时间的同步。第一套GPS系统包括了18颗卫星。这是当时担任雷神公司(Raytheon)副总裁的葛提于1951年给美国空军的建议,用以导航洲际飞弹(ICBM),使之能沿著火车铁路路线移动。葛提亦活跃于学术界,于1978年担任IEEE总裁。

另有一说,Roger L. Easton才是「正港」的GPS之父。这种「谁是爸爸」的争议,在科技界常常发生,我们也无法细究,只能在此平衡报导,以昭公信。

行动定位能精准神奇,是需要软件配合的。前几年有一则新闻,报导过年期间到苗栗大湖采草莓的人,大都饱尝塞车之苦。警方怀疑是卫星导航惹的祸,因为卫星导航把驾驶人导引到距离最短、却狭窄多弯的县道一三○线。苗栗警察分局虽在中山高三义交流道附近派了廿多名警员及义交指挥交通,但车潮还是一波接著一波,根本无力疏散。原本只需半个小时的车程,开了三、四个小时。

很显然,卫星导航的程序智能不足。抱怨的民众最后下结论:「早知道就不要太相信卫星导航!」因此,导航软件要写好,才能充分发挥GPS的功能,否则仍然会「迷路」。关键在于人工智能的预测要准。

早年没有GPS,只有靠大自然来定位。我的父亲小时候住在云林麦寮海边,生活贫困。因为年纪太小,无法出海捕鱼,冬天得跌跌撞撞跟著祖母到海边,捡冻僵的死鱼佐餐。冬天夜色来的早,潮水迅速上涨,如不及时上岸,就会沦为波臣。当黑幕快速笼罩大地后,无法分辨方向,只感觉黑暗、湿冷,及惶恐。此时祖母会依靠天狼星(Sirus)指引,将父亲平安的带回岸上。

台湾位于北回归线附近,冬季的傍晚,往东南方地平线的方向看去,最亮的那颗星,就是天狼星。天狼星是大犬座的第一亮星(大犬座α星)。祖母没有受过教育,不知道甚么大犬座、天狼星,而是称天狼星为很诗意的「水流星」(台语发音)。祖母说,由远离岸边的海中望去,低垂的天狼星如同在水面载浮载沉的漂流。

父亲后来念书,才知道祖母口中的水流星,就是天狼星。凑巧的是,埃及人也称呼天狼星为「水上星」。对父亲而言,不管叫甚么名字,天狼星不只是单纯的方位导航,更是安抚惶恐,提供安全感的藉慰。今日我们有卫星定位,比起埃及人的天狼星,幸福多了。第六代行动通信的双向定位加上人工智能的预测,会冒出甚么火花?令人期待。

现为交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、行动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,著有<闪文集>、<大桥骤雨>。