無線哈伯

Ⅰ 什麼是無線感測技術

科技發展的腳步越來越快，人類已經置身於信息時代。作為信息獲取的一種重要、基本的技術——感測器技術，也得到了極大的發展。無線感測器網路是一種全新的信息獲取和處理技術，感測器節點可以連續不斷地進行數據採集、事件檢測、事件標識、位置監測和節點控制，感測器節點的這些特性和無線連接方式使得無線感測器網路的應用前景非常廣闊，隨著無線感測器網路的深人研究和廣泛應用，無線感測器網路將逐漸深入到人類生活的各個領域。感測器信息獲取技術已經從過去的單一化漸漸向集成化、微型化和網路化方向發展，並將會帶來一場信息革命。
【關鍵詞】：信息時代、感測器技術、無線連接、信息革命
1引言
無線感測器網路(WSN, Wireless Sensor Net-work )綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術，能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息，並對這些信息進行處理，獲得詳盡而准確的信息，傳送到需要這些信息的用戶。
無線感測器網路被認為是21世紀最重要的技術之一，它將會對人類未來的生活方式產生深遠影響。本文將先介紹無線感測器網路的概念和特點，再探討WSN在人們生活中的一些應用模型以及在發展中所遇到的一些問題。
2無線感測器網路
2.1無線感測器網路簡介
無線感測器網路（Wireless Sensor Network，WSN）是由許多個功能相同或不同的無線感測器節點通過自組織方式形成的無線網路。每個感測器節點由數據採集模塊(感測器、A/D轉換器)、數據處理和控制模塊(微處理器、存儲器)、通信模塊(無線收發器)以及供電模塊(電池、DC/DC能量轉換器)等組成。節點在網路中可以充當數據採集者、數據中轉站或簇頭節點(cluster-head node)的角色。作為數據採集者，數據採集模塊收集周圍環境的數據(如溫度和濕度)，通過通信路由協議直接或間接將數據傳輸給遠方基站(base station)或匯節點(sink node);作為數據中轉站，節點除了完成採集任務外，還要接收鄰居節點的數據，並將其轉發到距離基站最近的鄰居節點或者直接轉發到基站或匯節點，簇頭節點負責收集該類內所有節點採集的數據，經數據融合後，發送到基站或匯節點。這些感測器節點可以任意地部署在監測區域內，彼此通過無線通信形成一個多跳的、自組織的網路來完成信息採集、數據傳輸和信息處理。無線感測器網路通過節點的數據採集和傳輸，可以在任何時間、任何地點獲取對象的信息，對環境的變化具有很強的魯棒性，因此它具有廣泛的應用前景，可以應用於軍事情報偵察、工業生產過程式控制制、環境監測和保護以及現代化交通管理等領域。
2.2無線感測器網路的節點結構及網路體系結構
網路體系結構是網路的協議分層以及網路協議的集合，是對網路及其部件所應完成功能的定義和描述，對無線感測器網路來說，其網路體系結構不同於傳統的計算機網路和通信網路。網路體系結構由分層的網路通信協議、感測器網路管理以及應用支撐技術三部分組成。
2.2.1 感測器網路節點結構
感測器網路節點的基本組成包括如下4個基本單元：感測單元(由感測器和模數轉換功能模塊組成)、處理單元(包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模塊組成)以及電源。此外，可以選擇的其他功能單元包括：定位系統、移動系統以及電源自供電系統等。
2.2.2 感測器網路的體系結構
網路體系結構是網路的協議分層以及網路協議的集合，是對網路及其部件所應完成功能的定義和描述，對無線感測器網路來說，其網路體系結構不同於傳統的計算機網路和通信網路。網路體系結構由分層的網路通信協議、感測器網路管理以及應用支撐技術三部分組成。分層的網路通信協議結構類似於TCP／IP協議體系結構；感測器網路管理技術主要是對感測器節點自身的管理以及用戶對感測器網路的管理；在分層協議和網路管理技術的基礎上，支持了感測器網路的應用支撐技術。
2.3無線感測器網路的物理組成
無線感測器網路的感測器節點個數通常很多,它們不僅體積小、成本低,另外還要求感測器節點功耗非常低,以滿足用電池即可維持長時間的工作狀態。因此這些特點決定了對感測器節點的設計需要在盡可能簡單的情況下滿足應用需求。無線感測器節點是由硬體層與軟體層的配合完成任務。
2.3.1 無線感測器硬體層
硬體層一般都包括以下四個單元:供電單元、數據採集單元(包括感測器和A/D模數轉換器件)、數據處理單元(包括存儲器和微控制器)、無線通信單元。微控 制器作為感測器節點運「心臟」,在上面運行著嵌入式系統軟體,從而對另外三個單元的工作進行控制。在硬體的選取上,盡量採用低功耗器件,還可以考慮在無數 據採集和無數據通信的時候命令微控制器進入「睡眠」狀態並可切斷無線通信單元的部分電源,從而降低功耗。
2.3.2 無線感測器軟體層
無線感測器網路的軟體層包括三個層次:硬體抽象層、系統服務層和應用層。硬體抽象層用來實現對硬體平台(供電、數據採集、數據處理和無線通信單元)的抽象,為上層屏蔽底層硬體細節,簡化系統平台移植。系統服務層包括通信服務、感測服務、能耗管理服務、實時內核等四部分,在這個層次中除了實現操作系統如任務調度、信號量等內核服務外,還將完成各種路由、安全演算法的實現,並支持各類通信傳輸協議。應用層是由用戶根據具體應用的需要定義,利用系統服務層提供的介面,能方便的設計出上層軟體。
軟體層用來控制硬體層,是整個感測器的「大腦」,除了最基本的數據採集和發送之外,根據應用的場合,還需要實現關於網路拓撲、自組織、路由選擇、能耗節 約、錯誤處理、可靠性保證等一系列的演算法與設計。對於一些簡單的應用可以使用單一循環邏輯的軟體來完成。而一些復雜性較高的應用場景就有必要使用針對無線感測器網路特點的嵌入式操作系統。。
2.4 無線感測器網路主要特點 1．自組織網路
在無線感測器網路應用中，通常情況下感測器節點被放置在沒有基礎設備的地方。感測器節點的位置不能預先精確設定。節點之間的相互鄰居關系也不能預先知道，如通過飛機撒播大量感測器節點在面積廣大的原始森林中，或隨意放置到人不可到達或危險的區域。這樣就要求感測器節點具有自組織的能力，能夠自動進行配置和管理，通過拓撲控制機制和網路協議自動形成轉發監測數據的多跳無線網路系統。在無線感測器網路使用過程中，部分感測器節點由於能量耗盡或環境因素造成失效，也有一些感測器節點為了彌補失效節點、增加監測精度而補充到網路中，這樣在無線感測器網路中的節點個數就動態的增加或減少，從而使網路的拓撲結構隨之動態變化。無線感測器網路的自組織性要能夠適應這種網路拓撲結構的動態變化。
2．多跳路由
網路中節點通信距離有限，一般在幾十到幾百米范圍內，節點只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節點進行通信，則需要通過中間節點進行路由。擬定網路的多跳路由使用網關和路由器來實現，而無線感測器網路中的多跳路由是由普通網路節點完成的，沒有專門的路由設備。這樣每個節點既可以是信息的發起者，也可以是信息的轉發者。
3．動態網路拓撲
無線感測器網路是一個動態的網路，節點可以隨處移動；一個節點可能會因為電池能量耗盡或其他故障，退出網路運行；一個節點也可能由於工作的需要而被添加到網路中。在某些特殊的應用中，無線感測器網路是移動的，感測器節點可能會因能量消耗完或其他故障而終止工作，這些因素都會使網路拓撲發生變化。
4.以數據為中心的網路
感測器網路是一個任務型的網路，脫離感測器網路談論感測器節點沒有任何意義。感測器網路中的節點採用編號標識，節點編號是否需要全網唯一取決於網路通信協議的設計。由於感測器節點隨機部署，構成的感測器與節點編號之間的關系是完全動態的，表現為節點編號與節點位置沒有必然聯系。用戶使用感測器網路查詢事件時，直接將所關心的事件通告給網路，而不是通告給某個確定編號的節點。網路在獲得指定事件的信息後匯報給用戶。這種以數據本身作為查詢或者傳輸線索的思想更接近於自然語言交流的習慣。所以通常說感測器是一個以數據為中心的網路。
2.5 無線感測器網路的發展現狀
早在上世紀70年代，就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形，我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的不斷發展和進步，感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，並通過與感測控制器的相聯，組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路，這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始，現場匯流排技術開始應用於感測器網路，人們用其組建智能化感測器網路，大量多功能感測器被運用，並使用無線技術連接，無線感測器網路逐漸形成。
近年來,無線通信技術和微電子技術的不斷進步,大大地推動了無線感測器網路的迅猛發展。無線感測器網路是任意部署在一定地理范圍內的大量體積微小的感測器節點所組成的自組織網路。這些微小的節點具有數據採集，信號處理和無線通信等功能，彼此通過無線通信，相互協調形成一個智能的感測網路。無線感測器網路通過節點的數據採集和傳輸，可以在任何時間，任何地點獲取對象的信息，對環境的變化具有很強的魯棒性。因此，通過合理的節點部署和網路設計，無線感測器網路能夠在危險，惡劣的環境中執行任務，比如敵方軍事報偵察。但是，由於節點本身設計製造成本低，體積微小的特點，單個節點只能攜帶有限的能量，進行簡單的局部信號處理及短距離的無線通信。因此，如何設計高效的分布式信號處理演算法以降低網路中能量和帶寬的消耗已成為當前無線感測器網路研究的熱點問題之一。
3 無線感測器網路的關鍵技術
無線感測器網路作為當今信息領域新的研究熱點，有非常多的關鍵技術有待發現和研究。而功耗和安全問題對於無線感測器網路來說，是兩個最重要的性能指標，所以WSN的關鍵技術必然以降低網路功耗和確保網路安全為主線。下面介紹網路拓撲控制、數據融合等部分關鍵技術。
3.1網路拓撲控制
對於自組織的感測器網路而言，網路拓撲控制具有特別重要的意義。通過拓撲控制自動生成的良好的網路拓撲結構，能夠提高路由協議和MAC協議的效率，可為數據融合、目標定位等很多方面奠定基礎，有利於節省節點的能量來延長網路的生存期。所以，拓撲控制是WSN研究的核心技術之一。WSN拓撲控制目前主要研究的問題是在滿足網路覆蓋度和連通度的前提下，通過功率控制和骨幹網節點選擇，剔除節點之間不必要的無線通信鏈路，生成一個高效的數據轉發的網路拓撲結構。拓撲控制分為節點功率控制和層次型拓撲結構控制兩個方面。功率控制機制調節網路中每個節點的發射功率，在滿足網路連通度的前提下，減少節點的發送功率，均衡節點單跳可達的鄰居數目；目前已經提出了以鄰居節點度為參考依據的演算法，以及利用鄰近圖思想生成拓撲結構的DRNG和DLSS演算法。層次型的拓撲控制利用分簇機制，讓一些節點作為簇頭，由簇頭形成一個處理並轉發數據的骨幹網，其他非骨幹網節點可以暫時關閉通信模塊，進入休眠狀態以節省能量。
3.2 數據融合
在無線感測器網路中，節點感測器採集數據並將它發送到網路終端。但是在數據的採集和傳輸過程中，總要對採集的數據進行處理，因此存在如何對採集的數據進行處理、融合的問題。
如果完全在本地節點上處理採集的數據而只發送處理後的結果，可以降低傳輸數據的功耗，但增加了本地節點處理器的功耗；如果傳輸原始採集的數據，可以降低節點處理器的功耗但增加了節點傳輸數據的功耗。因此，如何對採集的數據進行處理與融合對降低節點能耗起到相當大的作用。通常網路中的感測器數量很多，感測器採集的數據具有一定的冗餘度，因此將多個節點採集的數據相互結合起來進行處理可以降低整個網路數據的傳輸量，有效降低系統功耗，問題是如何尋找本地節點處理與節點聯合處理的平衡點。
3.3 定位技術
位置信息是感測器節點採集數據中不可缺少的部分，沒有位置信息的監測消息通常毫無意義。為了提供有效位置信息，隨機部署的感測器節點必須能夠在布置後確定自身位置。由於感測器節點存在資源有限、隨機部署、通信易受環境干擾甚至節點失效等特點，定位機制必須滿足自組織性、健壯性、能量高效、分布式計算等要求。現有的WSN定位演算法根據定位機制的不同，可以分為基於測距的方法與不基於測距的方法兩類。基於測距的定位機制利用到達時間延遲、信號到達時差和接收信號強度來估計距離或來波方向，然後使用三邊測量法或最大似然估計等計算未知節點的位置。而不基於測距的定位機制無需距離或角度信息，或者不用直接測量這些信息，僅根據網路的連通性等信息實現節點的定位。距離無關的定位機制的定位性受環境因素的影響小，雖然定位誤差相應有所增加，但定位精度能夠滿足多數感測器網路應用的需求，是目前大家重點關注的定位機制。
3.4 無線通信技術
感測器網路需要低功耗短距離的無線通信技術。IEEE802.15.4標準是針對低速無線個人域網路的無線通信標准，把低功耗、低成本作為設計的主要目標。由於IEEE802.15.4標準的網路特徵與無線感測器網路存在很多相似之處，故很多研究機構把它作為無線感測器網路的無線通信平台。另外，超寬頻無線通信以其高速率、低功耗、抗多徑、低成本等諸多優勢，已成為室內短距離無線網路的首選方案，這為WSN的數據傳輸開辟了一種嶄新的方案。
3.5 時間同步
感測器網路中由於節能策略,節點在大部分時間是休眠的,所以要求解決通信同步問題,即通信節點雙方需要在通信時同時喚醒。另外,感測器網路是一個分布式網路,所有節點在通信上地位對等,沒有優先順序可言。所以要讓整個網路能夠工作在有效狀態,往往需要做到全網或者一定范圍內所有節點的同步,而不是通信雙方的簡單同步。
4 無線感測器網路的應用
雖然無線感測器網路的大規模商業應用，由於技術等方面的制約還有待時日，但是最近幾年，隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小，已經為數不少的無線感測器網路開始投入使用。目前無線感測器網路的應用主要集中在以下領域：
4.1 環境的監測和保護
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高，需要採集的環境數據也越來越多，無線感測器網路的出現為隨機性研究數據的獲取提供了便利，並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如，英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網，以測出緬因州"大鴨島"上氣候的變化情況，用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環境變化對農作物的影響，監測海洋、大氣和土壤的成分等。
4.2 醫療護理
無線感測器網路在醫療研究、護理領域也可以大展身手。羅徹斯特大學的科學家使用無線感測器創建了一個智能醫療房間，使用微塵來測量居住者的重要徵兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾公司也推出了無線感測器網路的家庭護理技術，該技術是作為探討應對老齡化社會的技術項目Center for Aging Services Technologies（CAST）的一個環節開發的。該系統通過在鞋、傢具以家用電器等家中道具和設備中嵌入半導體感測器，幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各感測器聯網可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理，而且還可以減輕護理人員的負擔。英特爾主管預防性健康保險研究的董事EricDishman稱，"在開發家庭用護理技術方面，無線感測器網路是非常有前途的領域"。
4.3 軍事領域
由於無線感測器網路具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中，使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中，包括偵察敵情、監控兵力、裝備和物資，判斷生物化學攻擊等多方面用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元，幫助大學進行"智能塵埃"感測器技術的研發。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預測：智能塵埃式感測器及有關的技術銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。
4.4 建築結構監測
無線感測器網路用於監測建築物的健康狀況，不僅成本低廉，而且能解決傳統監測布線復雜、線路老化、易受損壞等問題。斯坦福大學提出了基於無線感測器網路的建築物監測系統，採用基於分簇結構的兩層網路系統，感測器節點由EVK915模塊和ADXL210加速度感測器構成，分簇首節點由Proxim Rangel LAN2無線調制器和EVK915連接而成。南加州大學的一種監測建築物的無線感測器網路系統NETSHM，該系統除了監測建築物的健康狀況外，並且能夠定位出建築物受損傷的位置。
4.5 自然災害的預防
在一些容易發生泥石流、滑坡等自然災害的地方，使用無線感測網路及時、長期地對這些地方的地形變化、各種環境因素的監測，採集相關數據並進行適當的分析，當災難將要發生時，我們就可以提前發出預警報告以做好准備或採取相應措施防止它們進一步的發生。
4.6 企業、家庭監控
在企業、家庭布設無線感測網路，可以實時地監控人員的流動和環境的變化，有利於企業、家庭採取有效的安全防護措施和災難應變措施。此外，國內還出現了大量的其他領域的應用，比如無線感測網路在地下無人採煤安全監測系統的應用，無線感測網路在溫室網路信息採集分析系統中的應用。
5.存在的問題
5.1 面臨的技術難題
就目前無線感測器網路的技術水平來說，無線感測器網路正常運行並大量投入使用還面臨著許多問題：
（1）網路內通信問題
無線感測器網路內正常通信聯系中，信號可能被一些障礙物或其他電子信號干擾而受到影響，怎麼安全有效的進行通信是個有待研究的問題。
（2）成本問題
在一個無線感測器網路裡面，需要使用數量龐大的微型感測器，這樣的話成本會制約其發展。
（3）系統能量供應問題
目前主要的解決方案有：使用高能電池；降低感測功率；此外還有感測器網路的自我能量收集技術和電池無線充電技術，其中後兩者備受關注。
（4）高效的無線感測器網路結構
無線感測器網路的網路結構是組織無線感測器的成網技術，有多種形態和方式，合理的無線感測器網路可以最大限度的利用資源。在這裡面，還包括網路安全協議問題和大規模感測器網路中的節點移動性管理等諸多問題有待解決。
5.2 安全問題
感測器網路多用於軍事、商業領域，安全性是其重要的研究內容。由於感測器網路中節點隨機部署、網路拓撲的動態性以及信道的不穩定性，使傳統的安全機制無法適用。因此需要設計新型的網路安全機制，可借鑒擴頻通信、接入認證／鑒權、數據水印、數據加密等技術。目前，保證網路安全性的方法也不少。
（1）藉助特殊的無線感測器終端。採用PTD(Personal Trust Device)作為感測器網路的終端，在網路中設立認證伺服器來提供感測器需要的服務，而在PTD和伺服器之間建立認證和加密體系，只有在伺服器注冊過的PTD終端才能獲得服務，未注冊的則不能，從而保證系統安全。通常，這種系統用在家庭環境中.
（2）採用安全罩(Secure Overlay)。採用一種稱為SCANv2(Secure Content Addressable Network Version 2)安全內容網路定址的安全罩，來實現無線感測器網路的安全。SCANv2其實是在蓋在實際網路層上的一個虛擬結構，通過採用Hash函數，把實際網路中的節點映射到這個罩空間之上，某一區域或某種功能的節點在罩空間的某一個共同的特定位置。用戶在從網路中獲取服務時，需要通過相應的安全認證進入罩空間，再進一步通過加密解密過程從這個映射空間進入實際網路中獲得所需服務。
6 結束語
無線感測器網路是一種新的信息獲取和處理技術，在特殊領域，它有著傳統技術不可比擬的優勢，人們對它的研究尚處於起步階段。無線感測器網路有著十分廣泛的應用前景，它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值，在未來還將在許多新興領域體現其優越性，如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見，將來無線感測器網路將無處不在，將完全融入我們的生活。比如微型感測器網路最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯網相連，實現遠距離跟蹤，家庭採用無線感測器網路負責安全調控、節電等，其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。對這些網路的進一步研究，將滿足中國未來高技術民用和軍事發展的需要，不僅具有重要的社會和經濟意義，也具有十分重要的戰略意義。
但是，我們還應該清楚的認識到，無線感測器網路才剛剛開始發展，它的技術、應用都還還遠談不上成熟，國內企業應該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業的發展。
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Ⅱ 遨遊太空的哈勃望遠鏡是怎麼樣的

現在，人們觀測日食和月食已經非常容易了。各種各樣的望遠鏡和人造衛星，為科學家和天文愛好者觀測日食和月食帶來了極大的方便。

在茫茫的天際中，在眾多的人造衛星中，「哈勃太空望遠鏡」是最耀眼的一顆，這是為紀念美國傑出天文學家哈勃而命名的地球軌道天文台。它使人類真正擺脫了大氣圈的束縛，將地面天文台搬到了宇宙「曠野」之中。這才使人類可以毫無遮擋、隨心所欲地「放眼世界」。

「哈勃」被譽為「太空千里眼」，其實這種說法是不很確切的。光每秒走30萬千米，人們將光走1年的距離(光年)作為計量天體距離的單位。而「哈勃」的「眼力」則能達到140億光年外的天際，因此，俗話所稱的「千里眼」就不是褒義詞，反成貶義詞了。

「哈勃」在地球上空530千米處繞行。全長13米，由40萬個部件組成，重約11噸，總造價達30億美元。它凝聚了1萬名科技人員近20年的辛勤勞動。主體望遠鏡直徑為2.4米，此外還配有高速光度計、高分辨攝譜儀、模糊天體攝影機等構件。

它是迄今世界上最清晰的天文望遠鏡，比地面最佳望遠鏡的精度高10倍：除了可見光和無線電波外，可接收來自四面八方任何波長的電磁波信息；而且還可通過長時間曝光的方法發現極其遙遠的模糊天體。顯然，這是航天技術和天文學相結合的一項重大成就。

「哈勃」自1990年4月升空，至今已有20多年「工齡」了。由於它是科學家揭示宇宙奧妙極為重要的工具，因此必須十分精密、高效。如果「天眼」上任何部件稍有偏差或「病痛」，就會立即影響觀察的精度和效果。這些年來，人們對它真是「謹小慎微」，悉心呵護，前後已進行過3次「大修」。

「哈勃」剛進入太空不久，就患上「球面像差」近視眼的毛病，其實只有1／25頭發絲那樣的誤差，就導致對深空的物體不能正常聚焦，測距只能限於40億光年以內。

1993年10月，宇航員們搭乘太空梭到「哈勃」，在太空中為其裝上一套「校球差光學儀」，糾正了原來的成像畸變，使測距范圍立即提高到140億光年。

1997年2月，對哈勃太空望遠鏡再次進行維修。兩組宇航員進行了5次太空行走。修復瞭望遠鏡上的攝譜儀和紅外照相機，使得它們的性能明顯改善，能透過太空塵埃觀察黑洞。此次，還將「哈勃」送上了比原來高出15千米的太空軌道。

「哈勃」共安裝了6個陀螺儀感測器，用於瞄準和保持運行穩定，其中，至少要有3個陀螺儀正常運轉才能維持望遠鏡的觀察活動。但自1997年以來，相繼有3個陀螺儀腐蝕生銹，1999年，第四個又開始發生故障。同年11月，由於陀螺儀工作不正常，導向越來越不準確，「哈勃」的電腦中樞立即指令望遠鏡停止了觀察活動。12月，7名歐美宇航員搭乘「發現號」太空梭，為「哈勃」送去和安裝了6個新陀螺儀、新的數據記錄儀、無線電發報機和新型電腦。「哈勃」由此變得煥然一新。此後，它發回了極其清晰、「價值連城」的天文圖像，科學家們為此欣喜若狂。

「哈勃」在太空中「看」到了許多前所未見的景象，改變或糾正了人們在地表觀察中建立的種種舊觀念。它使人類首次看到宇宙大爆炸初期的奇異景觀；也使人們詳盡了解了恆星的孕育、誕生、演化和滅亡的全過程；親眼「目睹」了1994年SL—9彗星撞擊木星的「太空之吻」；利用最古老的白矮星計算了宇宙的年齡；並用多種「天文指數」證實了黑洞的存在；現在它又在執行探尋宇宙生命的「起源計劃」……

有了這樣的「天眼」，人類才有可能欣賞到如此美妙的宇宙蒼穹，人類對宇宙的認識也因此走上了一個新台階。盡管「哈勃」巡空20餘載，漸顯「老態」，行將「告老引退」，人們已計劃在2011年發射新的「韋伯太空望遠鏡」來接替。但哈勃望遠鏡早已成為人們心目中無法磨滅的歷史豐碑，如果要誇獎「哈勃」的功勛，怎麼說都不會過分。

知識點

光學玻璃

能改變光的傳播方向，並能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃。狹義的光學玻璃是指無色光學玻璃；廣義的光學玻璃還包括有色光學玻璃、激光玻璃、石英光學玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學玻璃、纖維光學玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學玻璃可用於製造光學儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。由光學玻璃構成的部件是光學儀器中的關鍵性元件。

Ⅲ 什麼是哈勃望遠鏡

哈勃空間望遠鏡（英語：Hubble Space Telescope，縮寫：HST）是以著名天文學家、美國芝加哥大學天文學博士愛德溫·哈勃為名，在地球軌道上並且圍繞地球的太空空間望遠鏡，它於1990年4月24日在美國肯尼迪航天中心由「發現者」號太空梭成功發射。

2019年5月，哈勃太空望遠鏡科學家公布了最新的宇宙照片——「哈勃遺產場」(HLF)，這是迄今最完整最全面的宇宙圖譜，由哈勃在16年間拍攝的7500張星空照片拼接而成，包含約265000個星系，其中有些已至少133億歲「高齡」，對其進行研究有助於科學家深入了解更早的宇宙歷史。
哈勃望遠鏡接收地面控制中心（美國馬里蘭州的霍普金斯大學內）的指令並將各種觀測數據通過無線電傳輸回地球。由於它位於地球大氣層之上，因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處：影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳，且無大氣散射造成的背景光，還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後，已經成為天文史上最重要的儀器。
它成功彌補了地面觀測的不足，幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題，使得人類對天文物理有更多的認識。此外，哈勃的超深空視場則是天文學家目前能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學影像。
哈勃空間望遠鏡和康普頓γ射線天文台、錢德拉X光天文台、斯皮策空間望遠鏡都是美國國家航空航天局大型軌道天文台計劃的一部分。哈勃空間望遠鏡由NASA和ESA合作共同管理。

Ⅳ 關於無線鍵盤和無線滑鼠的經驗之談

我試過哦~~~不同牌子和不同型號的不可以同時用的。
例如，A牌子的USB接收器就只能控制A牌子的滑鼠，B牌子的無線滑鼠放在旁邊就會沒有反應。
另外，雷柏的鍵鼠應該能配得到的，你買的時候問問，告訴賣家你的滑鼠型號，問問有沒有能一起使用的鍵盤就好啦！我之前用的雷柏鍵鼠就是公用一個USB接收器的。

Ⅳ 射電望遠鏡和哈勃望遠鏡好個更牛13

這樣的問題其實問的不是很確切，射電望遠鏡與哈勃望遠鏡其實是兩個不同領域的東西，首先來說哈勃望遠鏡，哈勃望遠鏡是一種光學望遠鏡，它所看到的基本上是光學圖像，其實望遠鏡所能體現的性能主要取決於光學口徑，哈勃的光學口徑並不大，至少在地球上只不過是個中等口徑的望遠鏡，但是哈勃厲害之處就是在太空站，太空中首先沒有大氣干擾，並且太空無重力環境基本上不產生巨大鏡片的重力變形所帶來的誤差，所以哈勃比起地球上最大口徑得的望遠鏡在同等工作領域也要強很多，(畢竟就算光學望遠鏡也有不同的工作領域）。在來說說射電望遠鏡，宇宙中除了我們肉眼可見的的光譜之外也存在大量的無線頻譜，這些無線電波也包含巨大的宇宙信息，這些無線電波只能用我們所知道的雷達來接受，專業接受這些雷達信號的設備我們就稱作是射電望遠鏡，樓主可知道，當代的許多關於宇宙理論的證據都是通過分析射電望遠鏡的射電波而被證明發展的，並且光學望遠鏡在一定的程度上也起到了關鍵性的作用。所以對於科學研究兩者都是相輔相成各自發揮著不同作用。我們不能比較那個更強，只能說他們所涉及的領域不同，我們缺了哪一個都不行

Ⅵ 中國的天眼和美國的哈勃望遠鏡相比，誰更厲害

不能這么比，因為這兩台望遠鏡不是一個類型的。
中國的「天眼」是單口徑射電望遠鏡，接收到的不是圖像，是不同波長的無線電波。雖然也能通過計算機處理後，形成可視圖像，但它的清晰度比較低，無法與光學圖像相比。
哈勃太空望遠鏡是光學望遠鏡，觀測到的是可視圖像，而且對同一目標「注視」的時間越長，可以「看到」的東西就越多。
只能說，兩台望遠鏡關注的東西不一樣。一個是看可見光的，另一個是「看」不可見的射線的。沒法放到一起比。

Ⅶ 哈勃望遠鏡主要是干什麼的和fast的區別

哈勃望遠鏡是光學望遠鏡，它是用可見光來「看」宇宙的。它看到的宇宙與我們用眼睛看到的宇宙沒有多大區別，只是它的眼睛（口徑）更大，看得更遠，更清晰。
把哈勃望遠鏡用運載火箭發射到太空中去，是為了避免地球大氣層對光線的擾動，讓它看清楚更加遙遠、更加微弱的光線。這是在地面上再大口徑的光學望遠鏡也做不到的。
FAST望遠鏡俗稱「天眼」，是500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）的英文縮寫。它是一種射電望遠鏡。射電望遠鏡有單口徑的，如FAST，也有許多小口徑天線按照一定位置和形狀排列起來，成為天線組，共同構成的，叫陣列式射電望遠鏡。
射電望遠鏡不用可見光來「看」宇宙，而是像雷達一樣，用看不見的無線電波來「看」宇宙。它的工作原理也與雷達一樣，就是接收來自遙遠星空的無線電波，通過分析這些不同頻率的無線電波，來得出遙遠宇宙中天體和空間性質的信息。
射電望遠鏡得到的是一組組的射電信號值，不是光學圖像。如果對這些信號進行適當的計算機處理，也能形成圖像。雖然這種圖像的清晰度遠遠趕不上光學圖像，但能得到與光學圖像完全不同的信息，對於人類認識宇宙有著不可替代的作用。

Ⅷ 請問誰知道無線感測器網路有哪些用途，謝謝！

無線感測器網路的主要用途 ：

1.環境監測
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高，需要採集的環境數據也越來越多，無線感測器網路的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利，並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如，英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網，以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候，用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環境變化對農作物的影響，監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外，它也可以應用在精細農業中，來監測農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。
2.醫療護理
羅徹斯特大學的科學家使用無線感測器創建了一個智能醫療房間，使用微塵來測量居住者的重要徵兆(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾也推出了基於WSN的家庭護理技術。該技術是做為探討應對老齡化社會的技術項目Center for Aging Services Technologies(CAST)的一個環節開發的。該系統通過在鞋、傢具以家用電器等家中道具和設備中嵌入半導體感測器，幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各感測器聯網可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理。而且還可以減輕護理人員的負擔。英特爾主管預防性健康保險研究的董事Eric Dishman稱，"在開發家庭用護理技術方面，無線感測器網路是非常有前途的領域"。
3.軍事領域
由於無線感測器網路具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中，使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中，包括偵察敵情、監控兵力、裝備和物資，判斷生物化學攻擊等多方面用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元，幫助大學進行"智能塵埃"感測器技術的研發。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預測：智能塵埃式感測器及有關的技術銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。
目標跟蹤
DARPA支持的Sensor IT項目探索如何將WSN技術應用於軍事領域，實現所謂「超視距」戰場監測。UCB的教授主持的Sensor Web是Sensor IT的一個子項目。原理性地驗證了應用WSN進行戰場目標跟蹤的技術可行性，翼下攜帶WSN節點的無人機(UAV)飛到目標區域後拋下節點，最終隨機布撤落在被監測區域，利用安裝在節點上的地震波感測器可以探測到外部日標，如坦克、裝甲車等，並根據信號的強弱估算距離，綜合多個節點的觀測數據，最終定位目標，並繪制出其移動的軌跡。雖然該演示系統在精度等方面還遠達不到裝備部隊用於實戰的要求，這種戰場偵察模式尚未應用於實戰，但隨著美國國防部將其武器系統研製的主要技術目標從精確制導轉向目標感知與定位，相信WSN提供的這種新穎的戰場偵察模式會受到軍方的關注。
4.其他用途
WSN還被應用於一些危險的工業環境如井礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實施安全監測。也可以用在交通領域作為車輛監控的有力工具。此外和還可以在工業自動化生產線等諸多領域，英特爾正在對工廠中的一個無線網路進行測試，該網路由40台機器上的210個感測器組成，這樣組成的監控系統將可以大大改善工廠的運作條件。它可以大幅降低檢查設備的成本，同時由於可以提前發現問題，因此將能夠縮短停機時間，提高效率，並延長設備的使用時間。盡管無線感測器技術仍處於初步應用階段，但已經展示出了非凡的應用價值，相信隨著相關技術的發展和推進，一定會得到更大的應用。

Ⅸ 無線電波是什麼它是如何遙控指揮遙遠的人造天體

電磁波速度有限，如何及時操控地外儀器？

約38w km/s的速度在宇宙這么大的空間里根本不夠傳輸信號，難道發射的遠距離儀器（哈勃望遠鏡）只能自生自滅？就算能計算預測但也不能完全保證吧？

首先糾正一下這位朋友問題中的錯誤，沒有38wkm/s速度的電磁波，也沒有發射什麼遠距儀器（哈勃望遠鏡）只能自生自滅，而且說明中的最後一句難以理解。

我想，這位朋友的認知和語文水平實在不適合提出這種問題的，但我們這個平台就是這么寬容，既然如此問題都能夠出來，並邀答，覺得還是有必要來說一下，以正視聽。

我們這個世界最快的速度就是光速，電磁波本身的媒介是光子，依靠光子傳播能量，因此速度和光一樣，也是光速。

光速是指光在真空中直線傳播的速度，准確值為299792458m/s，一般在天文尺度沒必要這么精細，就取值每秒約30萬千米。

它早就疲憊了，攜帶的兩台同位素溫差發動機，也就是所謂的核電池已將消耗殆盡，一些探測儀器在13年前就開始逐步關閉。

如2007年等離子系統運作停止；2008年行星無線電天文實驗停止；2010年掃描平台和紫外線分光即觀測停用；2015年數據磁帶機運行停止；2016年回轉儀工作停止等等。

實際上，現在它早已經失去了動力，完全依靠慣性飛行，人類也只能被動接受到它發出的一些飛行速度距離和位置等簡單數據了。

2025年，旅行者1號電力將全部耗完，人類再也無法得到它的消息了，它將更孤獨的漂流向遠方。

但它依然會忠實的執行著信使任務，希望在遙遠的未來能夠遇到地外文明知音，通過身上攜帶的光碟向地外文明傳達人類和太陽系、地球的信息。