为时空立法——导航卫星

导航卫星,为人类开创了一个新的科技领域,在一定程度上颠覆了人们对世界的认识,改变了人们的思维方式和行动方式,打开了一条通向自由王国的道路。导航卫星正导航着人们的科技、未来,甚至影响着我们的思想。     

磁导航技术的发展与临床应用

21世纪以来,随着工业化水平的不断提高,我们对磁导航系统进行了不断改造,计算机辅助技术、影像学技术等多学科的交叉融合,促进了磁导航技术的广泛应用.目前,该技术在心脑血管、消化道和呼吸道的导航中表现出极大的优势.磁导航手术系统作为该技术的操作平台,是多学科技术优化整合的产物.该系统的概念最初于1984年提出,历经四代产品的不断发展,其功能更加完善.与传统操作相比,磁导航技术创伤小、操作简单、治疗效果显著,有效地解决了操作中的空间位阻难题,实现了常规介入手段无法完成的操作.近年来,多中心的临床应用研究表明,磁导航下的血管介入具有更高的成功率,对于复杂病变更具有优势;磁控胶囊内镜明显缩短了检查时间,其检查适应症也进一步拓展;磁导航支气管镜提高肺外周病变的诊断率,在肺外周病变的定位与药物投送中发挥重要作用.尽管磁导航技术具有巨大的优势,但依然存在很多局限性:磁导航技术的应用有一定的适应症,对体内金属植入物可能造成不良影响.典型的梯度磁场无法实现对响应装置的更精确控制,磁控胶囊内镜的观察存在一定的视觉盲区,尚不能实现常规内镜下的治疗性操作.目前,该技术的研究方向集中在控制方式的探索、响应装置的设计以及应用范围的进一步扩展.例如,近年来出现的闭环控制方式、胶囊内镜针刺结构的植入等,以期待实现对响应装置更精确的控制与更多的内镜下操作.本文通过对磁导航技术发展过程的回顾,对其临床应用进行综述.     

现代社会下知识组织与信息导航探索

21世纪信息技术与信息服务的快速发展,对人类社会贮存与传递信息和知识的机构及图书馆也产生了深刻的影响.向读者提供智能化的信息存取途径,多种传播媒介物的综合信息系统服务是信息时代对图书馆的新要求.学习新技术,探索新使命,提升读者服务技能是时代发展的要求.信息组织与知识导航是新时期图书馆工作者应具备的业务技能.     

导航台无线远程测控系统的设计与实现

本系统采用触摸屏工作站、数传电台、数据采集和开关量控制模块、接口单元等硬件设施,通过程序设计,实现了对航路或机场导航设备的远程无线测控,解决了某些导航台站因没有遥控线路无法远程测控的问题,同时实现了对这些导航设备的集中监控,为民航空管设备的集中监控系统提供了一种较好的解决方案。     

导航台无线远程测控系统的设计与实现

本系统采用触摸屏工作站、数传电台、数据采集和开关量控制模块、接口单元等硬件设施,通过程序设计,实现了对航路或机场导航设备的远程无线测控,解决了某些导航台站因没有遥控线路无法远程测控的问题,同时实现了对这些导航设备的集中监控,为民航空管设备的集中监控系统提供了一种较好的解决方案.     

“北斗”,照亮强国路

说到卫星导航,很多人便会脱口而出"GPS"(全球定位系统),但随着我国自主研发的北斗卫星导航系统(下简称北斗导航)的投入使用,这一状况将逐渐发生改变——到2020年,北斗导航将形成全球覆盖能力。我国许多行业和领域都在使用美国的GPS,但无法获得高精度服务的授权,还不时受到中断服务、篡改信息数据等     

连续运行参考站系统

随着全球导航卫星系统(GNSS)、计算机、数据通信和互联网络等技术的不断发展成熟,利用多基准站网络(PTK)技术建立的连续运行参考站系统(CORS)应运而生,它很好地解决了大范围区域内厘米级精度的实时定位的问题,并在现代社会的发展进程中发挥着越来越重要的作用.     

神经科学家利用蝙蝠寻求解开大脑三维空间导航的秘密

揭开人和动物大脑方位感知与空间导航的秘密,一直是一个令人着迷的问题.科学家通过对大鼠和蝙蝠等动物近50年的研究,使我们对大脑二维(2 dimension, 2D)导航的神经基础有了较清楚的认识.研究发现,在海马和内嗅皮质等脑区有专门的导航细胞,包括位置细胞、网格细胞、边界细胞、头朝向细胞等.这些细胞及它们的"细胞域"可为2D空间导航提供"空间认知地图"或"心灵环境地图"和"指南针".然而,人和大量动物都生活在三维(3 dimension, 3D)空间中,大脑如何完成3D空间环境下的定位和导航?近年来,通过对爬行和飞行状态蝙蝠的研究,发现参与2D导航的那些细胞在3D空间下反应特性和模式均发生明显变化;蝙蝠属于社会性和群居性动物,研究还发现在其海马内存在社交位置细胞和目标方向角调谐细胞,分别负责获取环境中其他蝙蝠位置的踪迹信息以及目标的方向信息.由此可见,脑内这些空间定位细胞构成了导航的神经基础,并经过复杂的功能整合,构成了一个位于脑内的"微型全球定位系统",且在细胞水平上阐释了这种高级认知功能的原理.本文简要介绍了Nachum Ulanovsky等人近些年对蝙蝠大脑3D导航的研究.     

地磁场与生物的磁感应现象

两千多年前,人类发明了指南针用于辨别方向;而如今科学家们发现,很多动物也能利用体内的生物指南针感应磁场。笔者从磁场的产生入手,详细介绍了地磁场的性质和生物磁感应现象的产生。候鸟是最早被注意到能利用磁场导航,且目前已获得最多磁生物学研究结果的一类高等生物。大量的行为学实验证明,候鸟在长距离迁徙的过程中主要靠对地磁场的感应来确定方向,它们的大脑能记录下每一个特殊地点的磁特征,并据此找出到达各个目的地的飞行路线。不仅如此,部分鸟类的磁导航还有一定程度的蓝光依赖性、会受到异常磁场的干扰,这种现象可以用生物磁受体的磁铁矿的感应假说和化学感受假说来解释。很多生物,包括人类也都有与候鸟类似的磁受体,有些动物能用它们感受磁场并以此作为视觉和听觉的辅助,而其他生物的磁感应能力也许已经在进化的某个阶段被别的功能替代或是直接消失了。目前人们对于生物磁现象的研究才刚刚起步,还有很多未知的谜团等待我们去揭开,希望在不久的将来能看到更多令人惊讶的实验结果。     

好事多磨的俄罗斯导航卫星

在当今社会,60%的信息都与时间和定位有关,拥有自主的时间和定位系统,不仅事关独立自主,也事关影响力和统治力。所以,越来越多的国家正研制或应用导航卫星。目前,     

中国北斗卫星导航系统对全球PNT 用户的贡献

北斗卫星导航系统作为全球四大卫星导航系统之一, 不仅增加中国及周边地区定位、导航和授时(PNT=Positioning, Navigation and Timing)用户的卫星可见性和可用性, 而且也将提高全球用户的PNT 精度. 在全球导航卫星系统(GNSS)兼容与互操作条件下, 分析全球导航定位定时用户的卫星可见性和精度衰减因子改善情况; 利用仿真数据分析北斗卫星导航系统对全球用户的贡献, 侧重分析北斗卫星导航系统与GPS, GLONASS 和Galileo 多卫星导航系统组合模式下用户获得的收益.     

时空立法者——世界导航卫星纵览

根据导航卫星的信号覆盖范围,卫星导航系统可分为区域卫星导航系统和全球卫星导航系统。区域卫星导航系统有目前中国的＂北斗＂卫星导航试验系统、印度的＂IRNSS＂区域卫星导航系统和日本的＂准天顶＂（QZSS）卫星导航系统等。     

面向具身智能的网格细胞群表征空间认知方法

与基于结构化场景建模的传统导航算法不同,哺乳动物通过内嗅皮层和海马体中多种神经细胞的分工协作构建认知地图,实现了适用于非结构化场景且具有强鲁棒性、泛化性的导航.随着认知神经科学、人工智能等领域的发展,类脑导航在近年来受到了广泛的关注,成为实现“具身智能”中机器人环境认知与导航功能的可行方案.本文结合大脑空间认知机理以及同时定位与地图构建算法,提出了一种基于网格细胞群表征模型的移动机器人认知地图构建系统.在该系统中,网格细胞模型与位置细胞模型协同配合完成了位置表征、路径积分的功能.基于公开真实数据集的实验,验证了该系统在认知地图构建任务中的有效性与网格细胞群表征模型的度量特性.此外,这种脑启发式的认知地图构建系统为进一步揭示人脑的空间认知机理提供了有效的实验环境.     

让魔鬼变成天使

卫星导航系统是冷战的产物。在冷战时期,为了达到军备竞赛、导弹威慑、核威慑、太空争霸的制胜权,美国国会认为美国非常需要导航卫星,有必要发展全球定位系统,没有理由担心费用昂贵。包括美国海军潜艇、美国空军战略轰炸机和洲际导弹发射,各种导弹发射的准确测定是核威慑一项至关重要的技术。美国国防部将导航卫星称为＂力量倍增器＂。     

全球第一个民用卫星导航定位系统

由欧盟和欧洲空间局共同提出和组织实施的伽利略（Galileo）系统是全球第一个民用卫星导航定位系统。伽利略系统的配置、频率分布、信号设计、安全保障等导航定位服务特点，使得它与美国全球定位系统（global positioning system，GPS）相比，具有更高的效率和可靠性。伽利略系统将实现对全球更完整的监控，对航空、航海等领域也会有更安全的保障服务，特别是它提供的公开服务、生命安全服务、商业服务、公共特许服务和搜救服务等．将多层次、全方位和全时段地满足全球各类用户的需要。预计伽利略系统将在2008年开始正式投入运营．并将拥有更加广泛的全球应用市场和巨大的社会效益。     

鹰爪下的"伽利略"世界需要几个导航卫星系统

全球导航卫星系统（GNSS)，世界需要几个？美国认为只要有它的就够了，欧盟却觉得自己也该有一个。     

伽利略计划启动美国垄断导航卫星局面动摇

美国对“伽利略”导航卫星系统计划的实施，反应出奇的冷淡。美国主流媒体对此基本未作报道，似乎在回避着什么。即使是作了报道，也不过是只言片语，而且摆放的位置也并不显眼。     

“伽利略”卫星定位系统

说起卫星定位导航系统,人们就会想到GPS,但是现在,伴随着众多卫星定位导航系统的兴起,全球卫星定位导航系统有了一个全新的称呼:GNSS。当前,在这一领域最吸引人眼球的除了GPS外,就是欧盟和中国合作的“伽利略”导航卫星系统。什么“是伽利略”卫星定位系统“伽利略”计划是一种     

地磁场与动物感磁

地球上生物的起源和演化都在地球磁场的重要保护中进行.在长期的演化过程中,动物具有了感磁能力以适应地磁场环境,从而帮助动物能够更好地完成其生理活动.揭示地磁场变化与生物圈演化之间的联系,理解现在、过去和未来地磁场变化的生物学效应是生物地磁学研究的主要目标.已有研究发现,许多动物可利用地磁场信息进行定向和导航;地磁场是维持地球生物正常的生理活动和生长发育必不可少的环境因子.本文围绕地磁场与动物地磁导航以及地磁场减弱对动物的可能影响两个方面进行评述.主要阐述动物地磁导航研究在行为学、神经生理学、生物磁学等方面的进展和有关动物感磁机理的3种假说:电磁感应假说、基于磁铁矿感磁假说和基于自由基感磁假说.讨论地磁场变化(磁场强度降低)引起动物生理活动和生长发育异常等多方面的生物学效应,并提出磁场变化引起生物学效应的3种可能途径:磁性金属途径、自由基途径和骨架蛋白途径.细胞内的磁性物质、自由基产物或骨架蛋白可能是动物响应磁场的中介物,它们引起生物体不同水平上的效应.随着现代多学科交叉融合和新实验技术的应用,可以预见在不久的将来人们可以更加准确地在分子水平上解析出动物响应地磁场变化的作用机理.     

磁外科技术在创伤领域的应用研究及展望

随着磁力和磁性材料的迅速发展及其在医学中的应用,外科领域产生了一个崭新的分支——磁外科.磁外科包括磁压榨、磁锚定、磁导航、磁示踪、磁悬浮等多项技术,在创伤救治领域中显示出极大优势.本文详细阐述磁相关技术的原理及优势,综述磁力和磁性材料在消化道重建、创伤后压迫止血、血管快速重建、骨折内固定等创伤治疗领域的研究现状和优缺点,并介绍磁外科技术在创伤领域的应用前景.