我駕車經(jīng)過加州圣路易斯奧比斯波被葡萄園覆蓋的山丘時(shí)，手機(jī)中的微型全球定位系統(tǒng)（GPS）接收器和谷歌地圖提醒我接下來該轉(zhuǎn)彎了。盡管因道路施工造成了短暫延誤，但這個(gè)應(yīng)用程序仍能讓我安心地準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地。

GPS出現(xiàn)之前的時(shí)代則完全不同，十字路口模糊的路標(biāo)就可能讓我走錯(cuò)路。我的方向感很差，迷路——或是擔(dān)心迷路——很長(zhǎng)時(shí)間以來都給我的生活帶來了壓力。

在這次GPS導(dǎo)航的旅程目的地，我將見到布拉德福德?W?帕金森（Bradford W. Parkinson），是他推動(dòng)了GPS技術(shù)的開發(fā)，使其成為我們現(xiàn)在認(rèn)為是理所當(dāng)然的工具。2018年，帕金森因引領(lǐng)GPS開發(fā)和推進(jìn)其早期應(yīng)用而獲得IEEE榮譽(yù)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

“可不要說我是GPS的發(fā)明者。”他在我們見面后說，“我是首席倡導(dǎo)者、首席架構(gòu)師，也是開發(fā)者，但我不是發(fā)明者。”

“領(lǐng)導(dǎo)者”怎么樣？“這么說也過譽(yù)了。我只是讓自己身處一群不會(huì)失敗的人中間而已。”

說起他的貢獻(xiàn)，布拉德?帕金森很謙虛，但很難否認(rèn)，就是他將衛(wèi)星導(dǎo)航從不切實(shí)際的幻想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

帕金森很早就開始為GPS工作做準(zhǔn)備了，他熱衷于看地圖。帕金森兒時(shí)的臥室墻上就貼著明尼蘇達(dá)北部邊界水域的大型地圖——他喜愛乘獨(dú)木舟探索那里的湖泊與溪流。“很容易迷路，”他回憶道，“你得保持頭腦清醒。”

1957年，他剛從美國(guó)海軍學(xué)院畢業(yè)，暑期打工時(shí)，在一個(gè)大型建筑項(xiàng)目擔(dān)任測(cè)量員。

研究生教育給他打下了另一項(xiàng)基礎(chǔ)。1960年美國(guó)空軍保送他進(jìn)入麻省理工學(xué)院（他參加了空軍而不是海軍），他選修了幾門慣性導(dǎo)航的課程，查爾斯?斯塔克?德雷帕（Charles Stark Draper）授課，這是個(gè)極好的的機(jī)會(huì)。通過課程學(xué)習(xí)，他獲得了在霍洛曼空軍基地的一個(gè)為期3年的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試首席分析師的職位。

1964年，他前往斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位。他的論文指導(dǎo)教師是本杰明?蘭格（Benjamin Lange）。“本杰明想把一個(gè)自由轉(zhuǎn)子陀螺儀放在軌道上，以測(cè)試廣義相對(duì)論。”帕金森說道。

帕金森發(fā)明了能夠確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于指定軸位置的傳感器。他使用一種稱為半球施矩的算法，可施加一個(gè)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子沿著指定軸旋轉(zhuǎn)，而不改變轉(zhuǎn)子整體在空間中的位置。帕金森的技術(shù)現(xiàn)今仍在某些高度精確的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中使用。

在帕金森積累導(dǎo)航與空間系統(tǒng)知識(shí)的同時(shí)，GPS正在他人的澆灌下萌芽。1960年，美國(guó)海軍開始測(cè)試其子午儀項(xiàng)目，這是潛艇使用的一種基于衛(wèi)星更新慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的方法。子午儀系統(tǒng)僅需4顆極地低軌衛(wèi)星（盡管星座通常包含更多的衛(wèi)星）協(xié)同。結(jié)合地面站網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星可以每天幾次測(cè)定慢速移動(dòng)船只的經(jīng)緯度，精確度約為100米。

美國(guó)航空航天公司總裁伊凡?格廷（Ivan Getting）認(rèn)為這還不夠好。1962年，他開始為一項(xiàng)更精確并連續(xù)可用的三維衛(wèi)星定位系統(tǒng)奔走。幾年以前，格廷告訴我，他曾向總統(tǒng)科學(xué)顧問、軍隊(duì)首腦和他認(rèn)為具有影響力的其他人推廣這一愿景，試圖“讓這個(gè)該死的東西得到資助”。

格廷傳道般的熱情促成了空軍贊助的天基導(dǎo)航研究。詹姆斯?伍德福德（James Woodford）和中村宏（Hiroshi Nakamura）撰寫的最終報(bào)告發(fā)表于1966年，直到1979年才解密。它列出了12項(xiàng)主要技術(shù)，包括后來成為GPS的技術(shù)。

1972年，帕金森的研究和衛(wèi)星導(dǎo)航的進(jìn)展發(fā)生了沖突。前一年帕金森在位于羅德島紐波特的海軍戰(zhàn)爭(zhēng)學(xué)院學(xué)習(xí)，有時(shí)間就去航海。接下來他很有可能接到五角大樓的任務(wù)。

當(dāng)時(shí)他接到了一位上校的電話，這位上校是一個(gè)被稱為空軍慣性導(dǎo)航秘密組織的成員。“這不是一個(gè)壞人的組織，”帕金森解釋道，“只是那些通過了麻省理工學(xué)院慣性導(dǎo)航課程的人彼此關(guān)注而形成的組織。”上校建議，如果帕金森不是僅僅想分析系統(tǒng)，而是想構(gòu)建系統(tǒng)，那他就應(yīng)該加入位于洛杉磯的高級(jí)彈道再入系統(tǒng)（ABRES）。

剛剛晉升為上校的帕金森接受了建議，來到洛杉磯。他在ABRES從事先進(jìn)的前椎體和其他導(dǎo)彈技術(shù)，干了3個(gè)多月后，就被認(rèn)為是承擔(dān)衛(wèi)星導(dǎo)航項(xiàng)目621B的最佳人選。帕金森非常稱職，但他不想接受這份工作。

“那項(xiàng)目公認(rèn)無路可走，死定了。”他說。

帕金森回憶，那是一位三星將軍提出的建議，一般來說，你不能對(duì)一位將軍說不。帕金森說，如果他被任命為項(xiàng)目經(jīng)理，他就接受這份工作。若低于這個(gè)職務(wù)，他將無法控制項(xiàng)目——“該項(xiàng)目會(huì)陷入困境。”

將軍拒絕了。“那我就說，我不愿意。”帕金森回憶道，“他還不習(xí)慣新晉升的上校對(duì)他說‘不’。”

帕金森向辦公室外走去，但還沒有走出房門，將軍就把他叫了回來。帕金森獲得任命，在1973年年中接管了621B。

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621B項(xiàng)目旨在創(chuàng)建一個(gè)幾乎在世界上任何地方都能工作的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制訂了大部分計(jì)劃，并希望使用4顆衛(wèi)星進(jìn)行演示——這是一個(gè)成本不低的方案。

帕金森開始與工程師們一道檢查方案的每一個(gè)細(xì)節(jié)。

“他剛來的時(shí)候，我們有點(diǎn)擔(dān)心。”從美國(guó)航空航天公司調(diào)到該項(xiàng)目的工程師沃爾特?梅爾頓（Walter Melton）回憶道，“我們聽說他來自慣性導(dǎo)航組織。”工程師們擔(dān)心帕金森會(huì)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航有偏見，因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航被認(rèn)為是慣性導(dǎo)航的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。“但在幾周后，他的態(tài)度變得明朗化，他對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航表示理解與支持。”

1973年8月，帕金森向五角大樓國(guó)防系統(tǒng)并購(gòu)審查委員會(huì)提交了方案。“我把我想要做的事告訴了圍坐在桌旁的將軍和參與的市民，然后他們進(jìn)行投票。”他回憶道。投票結(jié)果是“否”。

當(dāng)時(shí)主持會(huì)議的是時(shí)任國(guó)防研究與工程部副部長(zhǎng)馬爾科姆?柯里（Malcolm Currie）。當(dāng)時(shí)，柯里經(jīng)常在洛杉磯地區(qū)活動(dòng)；他家就在那附近，他正準(zhǔn)備舉家搬到華盛頓特區(qū)。在柯里的一次洛杉磯旅途中，帕金森用了大半個(gè)下午，面對(duì)面地為他講解衛(wèi)星導(dǎo)航。

帕金森現(xiàn)在認(rèn)為，那個(gè)下午的講解是衛(wèi)星導(dǎo)航在投票否決之后并未終結(jié)的原因。的確，這使柯里成為了盟友，柯里立即提醒帕金森，他所提交的理念僅是他從前人那里繼承來的，而不是他自己開發(fā)的。

帕金森在一份口述歷史報(bào)告中提到，柯里告訴他：“聽著，你的工作做得非常非常好，但你我知道，這不是一個(gè)真正的合作項(xiàng)目……回去吧，把它重新組合成一個(gè)合作項(xiàng)目，盡快交給我，我非常肯定，我們會(huì)批準(zhǔn)它的。”

帕金森和他手下的工程師們?cè)趧趧?dòng)節(jié)假期還在工作，為他們的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)一個(gè)新的架構(gòu)。他說，他們?cè)谖褰谴髽菚?huì)面，而不是在洛杉磯，“因?yàn)樘嗯c項(xiàng)目有關(guān)的人都陷入了舊理念。”帕金森說，他們聚集在因假期而空著的辦公室里，“敲定了我們想要做的工作，并將其總結(jié)成7頁(yè)。”

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帕金森回顧道，眾所周知，“孤獨(dú)大廳”會(huì)議導(dǎo)致了幾個(gè)關(guān)鍵的變化：將系統(tǒng)的碼分多址（CDMA）無線電信號(hào)修改為包括民用信號(hào)和受保護(hù)的軍事信號(hào)；衛(wèi)星軌道被調(diào)整，考慮到運(yùn)載火箭的能力，減少了最佳高度所需的衛(wèi)星數(shù)量；并且設(shè)計(jì)采用了軌道原子鐘，這將使地面接收機(jī)不再需要保持精準(zhǔn)的時(shí)間。

帕金森說，第3個(gè)挑戰(zhàn)是最冒險(xiǎn)的——能夠克服太空輻射的原子鐘還不存在。但他知道，海軍研究實(shí)驗(yàn)室的羅杰?伊斯頓（Roger Easton）正在開發(fā)符合太空標(biāo)準(zhǔn)的原子鐘，這是海軍Timation衛(wèi)星導(dǎo)航項(xiàng)目的一部分——他打賭，該時(shí)鐘的某些版本將能夠用于衛(wèi)星。

這項(xiàng)決定對(duì)于消費(fèi)者今天使用的便宜而小巧的GPS接收器至關(guān)重要。相反，如果我們必須攜帶超精確的時(shí)鐘，接收器將極為昂貴，并且和一本字典大小差不多，帕金森說。它們需要進(jìn)行定期同步以保持準(zhǔn)確。當(dāng)然，若非如此，它們也就不會(huì)變成成本僅幾毛錢且能塞進(jìn)每部手機(jī)之中的微型電子產(chǎn)品了。

帕金森非常希望消費(fèi)者使用新系統(tǒng)。在他看來，項(xiàng)目的使命始終是雙重的——特別精準(zhǔn)和特別便宜。他甚至在洛杉磯的項(xiàng)目辦公室門口掛了一個(gè)木板，強(qiáng)調(diào)這樣的信息：“別忘了！本辦公室的任務(wù)是將5枚炸彈投進(jìn)同一個(gè)洞里，同時(shí)打造一套便宜的導(dǎo)航設(shè)備。”

帕金森在“孤獨(dú)大廳”會(huì)議后花了幾個(gè)月時(shí)間向五角大樓的官員和決策者們推銷這一提案。他每周兩次飛往華盛頓，兩個(gè)月內(nèi)開了大約60次會(huì)議（他現(xiàn)在仍存有一份清單）。

他解答了所有質(zhì)疑：是的，信號(hào)足夠強(qiáng)大，足以在周圍的噪聲中被檢測(cè)到。是的，系統(tǒng)可以達(dá)到10米的精確度。是的，1.8億美元將包括4顆衛(wèi)星的星群以及相關(guān)的地面設(shè)備。（最終花費(fèi)大約是2.5億美元，但包括2顆新增的衛(wèi)星——帕金森說，這不算是嚴(yán)重超支。）

“他是個(gè)完美的推銷員。”他在621B項(xiàng)目中的同事梅爾頓說道。

1973年12月，國(guó)防委員會(huì)批準(zhǔn)了提案。帕金森領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目3年半，直至第一顆GPS衛(wèi)星升入太空，并且初步測(cè)試證實(shí)系統(tǒng)能夠按照設(shè)計(jì)工作。

原本，在首次發(fā)射時(shí)，伊斯頓的原子鐘尚未準(zhǔn)備好，而帕金森委托羅克韋爾國(guó)際公司工程師研制的適于太空條件的原子鐘剛好完成。不過，帕金森仍然給予伊斯頓高度贊揚(yáng)。

“伊斯頓讓我確信我們可以做到——這在很大程度上扭轉(zhuǎn)了局勢(shì)。”他說。完整的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)在1995年投入運(yùn)行。蘇聯(lián)時(shí)期開始的類似項(xiàng)目——俄羅斯格洛納斯（GLONASS）系統(tǒng)——在1995年完成。歐盟的伽利略系統(tǒng)和中國(guó)的北斗系統(tǒng)預(yù)計(jì)將在2020年完成。

帕金森1978年從空軍退休，但他沒有將GPS拋諸腦后。他在行業(yè)內(nèi)擔(dān)任過多個(gè)職位（包括羅克韋爾國(guó)際空間系統(tǒng)集團(tuán)副總裁和Intermetrics的副總裁），后來于1984年回到斯坦福大學(xué)擔(dān)任航空航天學(xué)教授。他隨即重新加入了軌道陀螺儀項(xiàng)目（現(xiàn)在稱為重力探測(cè)器B），擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理和主要研究人員，該項(xiàng)目于2004年成功啟動(dòng)。

他還領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)旨在開發(fā)GPS技術(shù)民用應(yīng)用的研究小組。這項(xiàng)工作促成了機(jī)器人帆船、商用飛機(jī)的首次GPS引導(dǎo)著陸，以及通過對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)與校正而提高GPS定位準(zhǔn)確度的地面站系統(tǒng)。最后一個(gè)項(xiàng)目演變?yōu)槊绹?guó)聯(lián)邦航空管理局的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用來自地面站的數(shù)據(jù)，校正諸如大氣引發(fā)的信號(hào)延遲或軌道漂移所產(chǎn)生的信號(hào)誤差，從而提高GPS的準(zhǔn)確度。

帕金森的團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了目前他最熱衷的應(yīng)用——自動(dòng)拖拉機(jī)。他關(guān)注自動(dòng)拖拉機(jī)已經(jīng)有一段時(shí)間了；早在1978年他就談到要將其列為GPS的未來應(yīng)用。但直到1990年，他才有機(jī)會(huì)推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。在斯坦福大學(xué)，他會(huì)見了來訪的約翰?迪爾公司的代表，建立了公司與大學(xué)之間聯(lián)系。帕金森還展示了GPS導(dǎo)航的自動(dòng)駕駛高爾夫球車。

“想想拖拉機(jī)。”他告訴來訪者。

帕金森回憶道，迪爾公司的代表對(duì)農(nóng)民是否會(huì)購(gòu)買這樣的系統(tǒng)持懷疑態(tài)度，但該公司渴望與斯坦福大學(xué)合作，并同意資助一項(xiàng)開發(fā)項(xiàng)目。

“他們給了我們大約90萬美元和兩臺(tái)巨大的拖拉機(jī)。”帕金森說。一個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)花了幾年時(shí)間來開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，并在1997年首次展示了一個(gè)功能完善的系統(tǒng)。

他補(bǔ)充說，很高興看到從那時(shí)開始興起的GPS導(dǎo)航農(nóng)業(yè)精細(xì)耕作。從帕金森的家中可以遠(yuǎn)眺一座農(nóng)場(chǎng)。他經(jīng)常在田野里散步，有時(shí)會(huì)高興地發(fā)現(xiàn)一輛GPS導(dǎo)航的拖拉機(jī)正在運(yùn)行。“這些拖拉機(jī)節(jié)省了化肥和時(shí)間，是很好的回報(bào)。”

“我想，他熱衷農(nóng)業(yè)應(yīng)用是因?yàn)檫@讓他感覺到GPS適合所有人。”帕金森以前的博士生，現(xiàn)在已經(jīng)是科羅拉多大學(xué)教授的佩妮娜?艾克斯拉德（Penina Axelrad）說道，“當(dāng)然，現(xiàn)在每個(gè)人的智能手機(jī)里都有GPS，但拖拉機(jī)是當(dāng)時(shí)每個(gè)人都能夠評(píng)價(jià)的一項(xiàng)早期應(yīng)用。”

帕金森現(xiàn)在基本退休了，不過他仍然在斯坦福大學(xué)進(jìn)行研究項(xiàng)目。

他仍然是最熱衷GPS的粉絲之———他家里和車?yán)锸褂肎PS的設(shè)備不止十幾件，包括他在醒著的大部分時(shí)間里戴著的一塊手表。

“當(dāng)他看到使用GPS的酷炫設(shè)備時(shí)，他會(huì)非常興奮。”艾克斯拉德說。

感覺GPS的地位受到威脅時(shí)，他會(huì)立即以保護(hù)者的姿態(tài)出現(xiàn)。目前，他認(rèn)為L(zhǎng)igado網(wǎng)絡(luò)會(huì)帶來巨大威脅，該網(wǎng)絡(luò)旨在利用1525～1559兆赫頻段創(chuàng)建寬帶無線網(wǎng)絡(luò)。該頻段與GPS使用的1164～1587兆赫頻段毗鄰，位于其他原本保留用于衛(wèi)星通信的頻段之中。Ligado的頻段被留作地面與衛(wèi)星通信之用，有限地使用蜂窩塔幫助用戶連接到網(wǎng)絡(luò)。但是，在2011年，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)考慮給予Ligado的前身LightSquared一項(xiàng)有條件的豁免，可以使用該頻段進(jìn)行不受限的地面通信。GPS行業(yè)提出抗議，并展示了相關(guān)干擾的數(shù)據(jù)。2012年，豁免被取消。但Ligado最近又卷土重來，提出了一項(xiàng)低功率系統(tǒng)的提案，聲稱該系統(tǒng)不會(huì)干擾GPS。

提案還未提交給聯(lián)邦通信委員會(huì)。但帕金森說，美國(guó)運(yùn)輸部的測(cè)試顯示存在廣泛的干擾，特別是對(duì)最精密的設(shè)備。他在一篇社評(píng)中提醒公眾注意提案的危險(xiǎn)性。Ligado的設(shè)計(jì)旨在改變“來自太空的安靜信號(hào)的大小，用于大功率地面發(fā)射機(jī)，”他寫道，“他們顯然會(huì)利用這個(gè)與現(xiàn)有的寬帶公司競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)已經(jīng)有至少4家寬帶提供商，但GPS卻是唯一的。”

帕金森說：“置GPS于危險(xiǎn)之中，就要自食惡果。”