除了导航，GPS还有哪些超强功能？ _火山

在导航时，我们经常会用到GPS 。作为现代人的指南针， GPS除了原始的导航功能外，还有着一些普通人并不了解、但至关重要的应用。
撰文 | Alexandra Witze
翻译 | 刘哲人
编辑 | 马晓彤石云雷
携带智能手机等GPS设备，常会让我们感觉自己是交通导航方面的专家。只要有GPS设备，我们甚至可以在偏僻的地区找路。尽管如此， GPS（全球定位系统，所有现代导航技术的基础）能做到的事情，还是会让我们感到惊讶。
GPS由一组卫星组成，这些卫星能将信号发送至地球表面，而一个基本的、类似手机上的GPS接收器，可以接受和测量四个或更多卫星的信号的到达时间，以此来确定我们的位置，误差大约在1至10米以内。
利用更先进的GPS接收机，科学家们可以将一个地点精确定位，误差仅在几厘米甚至几毫米。利用这种精细的信息以及新的信号分析方法，科学家利用GPS获得的地球信息，可能比想象中要多得多。
在过去的十年中，更快、更准确的GPS接收器，使科学家能够了解大地震中地面的运动方式。 GPS接收器促进了更好的自然灾害（如洪水与火山爆发）预警系统的诞生。研究人员甚至将部分GPS接收器改造成冰雪传感器、验潮仪和其他用于测量地球的工具。
科罗拉多大学博尔德分校的地球物理学家Kristine Larson这样说， “最开始我谈及这些应用时，人们以为我疯了，但事实证明我们能够做到这些。 ” 他主导了其中的多项研究。
感知地震
几个世纪以来，地质学家一直依靠地震仪测量地面晃动的程度，来评估地震的规模和严重程度。而GPS接收器能跟踪发生在更慢尺度上的地质过程，例如，在板块构造过程中，地壳在相互碾磨的速率。除了地震仪测量的地震中圣安德烈亚斯断层（San Andreas Fault）破裂时的地面震动，科学家可以通过GPS可以知道，断层两侧相对的移动速度。
大多数研究人员认为，在地震评估中， GPS根本无法准确快速地测量位置。但事实证明，科学家可以从GPS卫星传输到地球的信号中挖掘出更多信息。
这些信号可分为两部分。一部分是每个GPS卫星发射的、只包含1和0序列的测距码。另一部分是较短波长、由卫星发出的传输测距码的载波信号。由于同测距码（几十或几百米）相比，载波信号具有更短的波长（仅20厘米），因此载波信号提供了一种高精度的地表定位方法。
由于工程师提高了GPS接收器更新位置的速率，它们可以每秒刷新20次或更多。当研究者意识到GPS可以迅速地进行精确测量后，他们便开始使用它来检测地震时地面的运动方式。
2003年， Larson和同事最先开展了此类研究，她们利用了遍布美国西部的GPS接收器，研究了在阿拉斯加7.9级的地震中，由地震波导致的地面移动。截至2011年，研究人员已经能将GPS数据用于检测那场巨大的、摧毁日本的9.1级地震。数据显示，在地震发生时，海底移动了惊人的60米。
如今，科学家对“利用GPS数据协助快速评估地震”的认识更加广泛。俄勒冈大学的Diego Melgar和美国地质调查局（USGS）的Gavin Hayes重新研究了12次大型地震，以观察GPS能否在地震开始后的几秒钟内，分析出地震将达到的程度。他们发现，结合地震震中附近GPS站点采集到的信息，可以在10秒内确定地震的震级会是破坏性的7级，还是毁灭性9级。

除了导航，GPS还有哪些超强功能？

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