佳明的科研技术如何应用在海陆空领域?

佳明的科研技术如何应用在海陆空领域?

自佳明Garmin1989年创立之初到现在,已整整30周年。它以各种各样的形态、样貌,成为一些融入在人们生活、工作中不可或缺的角色而被大家熟知。大部份人说起它都会联想到一些关键词,比如:GPS、手表、运动、心率等等。除了这些,还有很多在其他领域的应用,此番,我们就来和大家分享一些真实发生在海陆空领域的有趣故事。


1989年,精通学术研究的高民环(Min)博士和擅长技术管理的Gary Burrell,凭借二人对GPS民用化的远见卓识(当时GPS相关技术被军方垄断),创办了全球首家民用GPS产品公司,并以Garmin命名这家公司。除此之外,还有两位在相关领域拥有丰富几十年工作经验的技术工程师,四人在海陆空领域的资历加起来超过100年

但是,即便有资历,想要将研发出来的技术分别应用到不同领域,并不只是即插即用那么简单


拿乐高积木举例子,要想实现积木与积木之间的无缝组装拼接,首先要实现他们的构造模式化。好比你拿一块七巧板去拼接乐高积木,那肯定是拼不上的。将技术应用到各不同的领域,如何才能对接到位?工程师们花了很多时间。


航空航天

  • 7年前NASA用来测试无人机的 Garmin ADS-B系统,如今已成为飞机的标配

2012年3月15日,NASA首次在Ikhana MQ-9无人机上测试配备ADS-B设备进行飞行。这是对ADS-B系统以及硬件的首次测试,随着7年时间的过去,如今在航空业这一技术已经相当成熟并被广泛应用,成为飞机的标配。


ADS-B(Automatic dependent surveillance – broadcast)被称为广播式自动相关监视,是一种飞机监视技术。飞机在装配此系统后,可以通过卫星导航确定其位置、速度、航向等等,并进行定期广播,使其可以被实时追踪。

NASA的Ikhana MQ-9上装备的就是Garmin GDL-90。图/NASA

打个比喻,这很像我们玩网络游戏,想要在公屏说话必须购买小喇叭。而ADB-S就是这个「小喇叭」,它会不断的向「公屏」喊话:“我是XXX飞机,目前的高度是XXX,航向是XXX……”。如果用我们现在的话来说,就是弹幕/刷屏。

ADS-B原理图。图/Jetvision

刷屏带来的好处,就是我们能实时了解其状况。空中交通管制地面站以及其他飞机都可以实时接收这些信息,可以实时了解飞机当前的位置、速度以及高度等重要信息。

工作人员正在检查ADS-B设备。图/NASA


  • F-5虎式战机指定使用Gamin-3000系统
F-5虎式战斗机


航空航天的每个仪器设备都要求极度精密,但对飞行员来说这么多设备不论是学习、操作起来真的都很麻烦,如果能把机舱内多达十几种仪器整合成一个,那就会方便很多。但当时几乎所有人都觉得这怎么可能,光是把容易受到干扰的GPS加在机舱内使用就够困难了,更别说整合其他仪器。这起码需要掌握融合贯通20多种技术。


直到1998年开始,结合了高频通讯技术、导航、雷达,与自动降落系统等技术的产品系统,被逐渐应用在固定翼飞行器、直升机、旋翼机、超轻航机等飞行器上,在全球目前约有23万架的民航机中,使用garmin飞行系统的已高达九成。


比如:G-3000系统提供了许多功能,包括广域增强系统/星基增强系统(WAAS / SBAS)、仪表着陆系统(ILS)进近能力、目视飞行规则(VFR)和仪表飞行规则(IFR)直升机图表以及Connext无线集成等。


G-3000系统
座舱显示
  • D2 Charlie飞行员手表成为美国空军U2侦察机飞行员指定装备

关于标配飞行员手表的作用,美国海军曾公布一份长达69页关于F/A-18“大黄蜂”、E/A-18G“咆哮者”和T-45“苍鹰”教练机三种机型飞行员遭遇的空中失能案例报告。

这些事故的起因主要是机载制氧系统污染机舱环境控制系统舱内增压系统的故障,再加上舱内测高仪因尺寸和位置不佳很难读取,声音警报在飞行包线内也会失效,最终导致舱内飞行员出现缺氧性身体失能。

而飞行员手表可以增加战机的安全系数,当飞行海拔达到预先设定好的警报值,飞行员手上的腕表将会发出警报。为飞行员提供早期预警,来预防机舱内的压力达到可能造成危险的水平。

U2侦察机
  • Fēnix 3成为美国航空母舰战斗机飞行员的标配, 咆哮者战机仅靠着手表导航完成惊险迫降

2018年1月29日,美国海军一架 EA-18G (波音「咆哮者」舰载型电子攻击机)从华盛顿州惠德比岛的海军航空站(Whidbey Island NAB)飞往加州的中国湖武器测试中心(NAWS China Lake)

飞行路线前方会途径西雅图上空,因而后面事发时飞机员当机立断迅速返航


这本是一次常规的转移任务,没料到刚起飞 96 公里、在 7620米高度巡航时,控制驾驶舱湿温度和压力调节的环境控制系统(ECS)忽然失灵,驾驶舱内的压力和温度都迅速下降,直接到了-34℃。座舱和仪表盘瞬间结冰,飞行员既看不到舱外情况,也完全无法读取相关飞行数据

仪表盘参考图(非同一机型)


此时这架 EA-18G 等于完全“盲”了。迷路的同时飞行员自身也受到低压低温的影响,情况非常严重。万幸的是,EA-18G 的飞行员官方标配的飞行员手表,此刻正好提供高度、航向、速度、路线等信息。于是事发飞行员当下决定返航,在完全缺失仪表指引的情况下,他们仅靠飞行员手表的导航显示来确定自己的高度和航向,配合空管指示,最终成功迫降。

详细:一波神操作后,美军一架 EA-18G 「咆哮者」战机仅靠着Fenix 3导航完成惊险迫降

F18 “大黄蜂”和 EA-18G “咆哮者”的舰载机飞行员前年开始人手标备一只Garmin fēnix 3


总之就是,通过各种不断升级科研技术的应用,在一定程度上提高了航空航天的安全保障系数。


航海

从航空领域发展到航海领域,刚开始可以说是遭遇了前所未有的挫败

当工程师们经过航空领域的成功而信心满满地将产品融合到航海领域时,发现一了非常严重的问题—— 使用人群接受不了,为什么?


在航空领域,能使用这些设备的人多是受过高等教育乃至长年培训的专业技师,他们的专业性强,同质性高,航海领域使用人群则完全不同,那个年代科技还没有现在如此发达,用惯了传统方式航海或航海图的驾驶员们觉得佳明的产品的专业门槛太高,操作太复杂,不接地气。

老式航海图


产品一度积压滞销变成库存,遇到了第一次危机。经过一番修改调整后才又针对航海产品受众的使用习惯的接受程度推出了操作简易上手更快的航海系列产品。


货柜轮、邮轮,还有一般渔业以及休闲游艇上都能配备使用。航海的发展上也不是只有导航而已,雷达、声纳、鱼群探测的应用以及船用自动驾驶等等,都在应用范畴之中。

比如:使用者可以利用正船上的卫星导航系统以及鱼群声纳探测,将船开到该海域鱼群最多的地方进行捕捞,同时对天气进行预测,或者利用声纳画出3d海床图等等。

从技术上来说,我们的核心能力,早就不只是GPS,更是将技术整合在一起的能力。

人们开着游艇出去海钓
驾驶舱

陆地

  • 因海湾战争而名声大噪

海湾战争,是第二次世界大战之后参战国最多、一次性投入兵力最大、投入的兵器最多最先进、空袭规模最大、战况空前激烈和发展异常迅猛、双方伤亡损失又极其悬殊的一场现代高技术局部战争。


1990年8月~1991年2月海湾战争时期,3个主要的军事行动 :沙漠盾牌行动、沙漠风暴行动和海上拦截行动中,佳明产品被美国军方广泛使用。除了车上配备导航,美军还人手配备一台GPS,使得部队发挥极佳的协同作战能力,利用其精准引导飞弹进行轰炸。


科技的引用成为美军的“转型性”技术,海湾战争也被后来的人们称为“军事技术革命”的试金石。

在这之后,2003年的伊拉克战争,美军眷属人人为上前线的子弟,配备一台对讲机,以便让他们可以和同袍保持联系,彼此支援。

而在遍地沙漠的战后伊拉克,美军四处搜寻伊拉克前总统——海珊,最后,美国特殊反应部队(special reaction team)也靠著Garmin的卫星定位系统,生擒了藏在洞裡的海珊


  • 2008年 5.12 汶川大地震

2008年四川的汶川发生芮氏规模7.8级的大地震,工作人员利用捐赠的导航设备中搭载的气压计和电子罗盘,帮助了救难人员在山区高度测量,进行定位,加速救灾工作。赈灾的手持导航设备的机种特别加装了更新版本的中国980个城市详图和公路网图,让救援单位能第一时间进入各省分的灾区现场,实施营救。



不论海陆空,哪里有需要,我们就在哪里。


感谢每一位支持、使用过我们产品的用户,希望在未来我们还能为您提供更多的帮助。


感谢阅读!

编辑于 2019-01-08

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