多普勒效应如何“猜”出马航客机“终结”于南印度洋

　　人民网北京3月26日电(赵竹青)24日马来西亚正式宣布马航客机“终结”于南印度洋，不过并未提坠毁。据悉，这是英国卫星公司通过分析MH370失联后发出的8个ping信号，用多普勒效应“猜”出MH370航班位置。此次被用来分析MH370航班位置的多普勒效应，可以追踪物体的运动轨迹，比如车辆和星系的运动，成为这家公司分析飞机去向的关键依据。

　　利用多普勒效应可确定飞机大致方向

　　“通过测量多普勒效应，可以确定发射信号的飞机与接收信号的卫星的相对速度。”中国航天科工集团的雷达专家董胜波说，“通过分析8个ping信号载波的频率变化，可以确定飞机相对于卫星的速度变化过程。”

　　董胜波说，所谓的ping信号也就是一组脉冲信号，含有飞机的地址码。“它仅是一个请求信号，也叫握手信号，定时发送。当卫星收到ping信号时，首先对地址码进行解码，确认该飞机是否租用了数据通道，如果是，就接收飞机的运行参数，否则就不接收。这个过程是定时地重复。”

　　“因为飞机向南飞或向北飞，它相对卫星的速度变化过程是不同的，所以通过对多个ping信号波的多普勒分析，可以确定是南线还是北线。”董胜波说。

　　多普勒效应广泛存在应用颇多

　　对于任何听过警笛的鸣声会随着车辆远去而降低的人来说，多普勒效应并不陌生。它描述了当观察者和波源之间存在着相对运动时，波的频率会发生改变的现象。观察者与波源互相接近时，波被“压缩”，波长变短、频率变高；互相远离时，波被“拉长”，频率降低。通过多普勒效应可以追踪物体的运动轨迹，比如车辆和星系的运动。

　　例如，当火车靠近时，人们会感到汽笛声越来越尖利刺耳，而火车远离时，汽笛的声调越来越低沉。跟这种情况类似，由于飞机与卫星之间存在相对运动，信号的频率因为多普勒效应而发生了微小变化，这就成为这家公司分析飞机去向的关键依据。

　　多普勒效应理论是由德国科学家多普勒于19世纪提出的，适用于包括声波、电磁波在内的多种波。该理论广泛运用于医学、通信、天文学等领域。

　　信号所含信息太少只能“猜”出位置

　　“猜”出MH370航班位置的国际海事卫星组织是英国一家卫星通信技术公司，该公司副总裁克里斯·麦克洛克林说，尽管马航MH370航班关闭了通信系统，但是国际海事卫星组织的卫星每个小时都收到从飞机发来的电子信号。这些信号是简单的“声脉冲”，不含GPS数据、时间、地点等信息。这些间歇收到的信号信息，可以用来判断飞机的大致方位和运行轨迹。

　　根据这些信号该公司推断出飞机有两条可能前行的飞行路径：一条是向哈萨克斯坦方向的北方路径，另一条是印度洋南部海域的南方路径。随后，经过国际海事卫星组织内部工程师的建议，该公司开始用多普勒效应理论进行分析，并与两条航线上的其他飞机发出的信号进行比对，最终得出飞机飞往南部走廊的结论。

　　“我们不知道飞机是否以固定的速度飞行，也不知道他们是否随后改变了方向。所以我们假设飞机以自动巡航速度飞行。我们还根据航班的燃料和航程数据，来筛选所掌握的一系列电子信号信息。”麦克洛克林说，“马航班机并没有被强制要求发出位置信号，所以我们是‘猜’出它的位置的。这是以前从来没有做过的。”因为要对信号进行甄别判断，所以花了2周时间才最终得出结论。(综合新华社、科技日报)

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