當你在深山野嶺迷路了,而且還沒有網路,這時候你該怎麼辦呢??

這時候你就可以請出中國的古早發明:指南車!

 

我是來亂的,本篇文章閒話特多,如果你對於歷史沒有興趣,我建議你可以跳過這些。

當然,如果你知道指南車的原理,就會知道這是行不通的,因為:

當初傳說中軒轅氏為了對抗蚩尤(不是現在的台灣人(吃油>_<)),所發明的指南車使用了差動齒輪裝置,或者稱加法機構, 或者稱差速器。

其原理是當車輛直線行駛時左右兩車輪轉動角速度相等。

 

差動機構沒有輸出。車輛轉彎時兩側車輪角速度不相等,這時差動機構輸出這個差值。驅動指示機構。

簡單的說,就是車轉指頭不會轉,所以他根本指向不是南或北,是指向他一開始設定的地方。

這個構造比較像是慣性導航系統Inertial navigation system,就是利用陀螺儀gyroscope和加速度計accelerometers的裝置。(其實iPhone也有)

補充一下:古代對蚩尤一族的描述是猛獸的身體,銅頭鐵額,吃的是沙石,兇猛無比。

這樣你也相信~~

那個時候算是部落群居的時代,所以說點謠言重傷一下對方是必然之事,傳說嘛,就是七分唬爛三分真。

所以可以知道的,蚩尤一族是比較不愛唸書,喜歡打架惹是生非的一群。

好的,不要偏移主題了,既然指南車不能用了,你還有這個選擇:

羅盤(compass)

 

這個不是不行,只是有點扯。

因為在英文裡面,指南針和羅盤都可以寫作compass,所以有時候要分清楚。

好的,這時候就需要指南針了

 

很多登山客都會有屬於自己的登山指南針,或是氣壓計兼指南針。

但是對於一般消費者來說,最後一眼看到指南針應該就是小學了吧.........

別擔心,你還有iPhone!

可是你剛剛說沒有網路,iPhone有辦法可以使用嗎?

當然可以!

iPhone裡面的儀器可不是只有Wi-Fi而已,看一下技術規格就會發現數位指南針了

 

還有剛剛跟各位提到的陀螺儀Gyroscope和加速度計accelerometers。

 

所以iPhone是在裡面裝上了一顆磁化後的磁石嗎??

當然不可能,所謂的數位指南針,或是你要叫他電子羅盤,

主要是因為手機內建了「電子羅盤」的晶片。它與傳統羅盤一樣,感應地球磁場來分別南極和北極,只不過電子羅盤把磁針換成了磁阻傳感器,應用了Hall Effect,利用Lorentz force會造成電流中電子的偏向,來算得電壓變化的數據,從而得知方向。

雖然 GPS在導航、定位、測速、定向方面有著廣泛的應用,但由於其信號常被地形、地物遮擋,導致精度大大降低。

尤其在高樓林立城市和叢林裏面,GPS信號的有效性僅為60%。並且在靜止的情況下,GPS也無法給出航向信息。

為彌補這一不足,可以採用電子羅盤羅盤。它可以對GPS信號進行有效補償,保證導航定向信息100%有效,即使是在GPS信號失去後也能正常工作。

電子羅盤可以分為平面電子羅盤和三維電子羅盤。平面電子羅盤要求用戶在使用時必須保持羅盤的水平,否則當羅盤發生傾斜時,也會給出航向的變化而實際上航向並沒有變化。

三維電子羅盤克服了平面電子羅盤在使用中的嚴格限制,因為三維電子羅盤在其內部加入了傾角傳感器,如果羅盤發生傾斜時可以對羅盤進行傾斜補償,這樣即使羅盤發生傾斜,航向數據依然準確無誤。


 

所以你現在可以打開你iPhone的指南針,就像是最上面的那張照片一樣

你就會看到這個畫面

 

旋轉一圈校正後,他就會指示你方位了

 

這時候教你一個小技巧,如果你想要知道你目前面向的方位和之後移動的方位相差多少角度,就輕輕點螢幕一下,他就會啟動追蹤模式了:

 

接下來要介紹水平儀,常見的水平儀應該是這樣:

 

在木工還有洗衣機上面等需要水平的技術儀器上面都會見到。

現在你只要將指南針的畫面向左滑一下,你就可以有一台電子水平儀了

 

跟方才一樣,如果你需要重新調整角度,也是點一下畫面,就會歸零之後重新計算了:

 

你以為這樣就沒了嗎?

iPhone裡面其實還可以在設定中選擇正北或磁北

 

 

差在那邊呢?

所謂的正北,就是黃道帶切過地球中心然後垂直90度的位置,簡單的說就是地球這個球體真正的北方(上面)

 

(圖片出處:《PChome Kids數位小天才》2010年5月號 NO.5)

而磁北就是地磁中心的北方,從上圖就可以看到,正北和磁北有著角度差異,

這個偏差是由於指南針內的浮針受著地球內部導電物質的運動所產生的「地磁」影響,而這些物質的運動又會令「地磁」隨著時間和地區的不同而有所變化。

「磁北」與「正北」偏差所形成的角度,稱為「磁偏角」magnetic declination。低緯度地區的「磁偏角」會較高緯度地區的為低。

例如宜蘭

加州

  

另外,地球內「地磁」的磁極方向並非永恆不變的。這現象可以由海底的山脈「中洋脊」兩旁排列的岩石帶所證明。

地殼運動中溢出的岩漿會含有磁性礦物,而當岩漿冷卻時磁性礦物的磁極會循當時的「地磁」磁極方向排列。

地質學家就是從這些紀錄發現出「地磁」磁極變化的現象,稱之為「地磁異常」。

若然岩石帶的南北極和現在的南北極排列方向相同的,稱為「正異常」;相反的則稱為「負異常」。

這些證據亦有助 解釋地理學上「海底擴張學說」。



因此,若然我們要找出「正北」的方向,就不能依靠指南針;而要藉著天上星體位置,例如「北極星」。

最後補充一下,水平儀的英文:

簡單一點的稱呼,就是Level meter

如果是有梯度傾斜性的,可以稱為Gradienter

有一個泡泡的,可以稱為bubble level

放在腳架上面作為測量的

 

稱為Transit Level或是surveyor's level。

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