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，手機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，但這個應(yīng)用程序仍能讓我安心地準時到達目的地。

GPS出現(xiàn)之前的時代則完全不同，十字路口模糊的路標(biāo)就可能讓我走錯路。我的方向感很差，迷路——或是擔(dān)心迷路——很長時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），是他推動了GPS技術(shù)的開發(fā)，使其成為我們現(xiàn)在認為是理所當(dāng)然的工具。2018年，帕金森因引領(lǐng)GPS開發(fā)和推進其早期應(yīng)用而獲得IEEE榮譽獎?wù)隆?/p>

“可不要說我是GPS的發(fā)明者?！彼谖覀円娒婧笳f，“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？“這么說也過譽了。我只是讓自己身處一群不會失敗的人中間而已。”

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

帕金森很早就開始為GPS工作做準備了，他熱衷于看地圖。帕金森兒時的臥室墻上就貼著明尼蘇達北部邊界水域的大型地圖——他喜愛乘獨木舟探索那里的湖泊與溪流?！昂苋菀酌月罚彼貞浀?，“你得保持頭腦清醒?！?/p>

1957年，他剛從美國海軍學(xué)院畢業(yè)，暑期打工時，在一個大型建筑項目擔(dān)任測量員。

研究生教育給他打下了另一項基礎(chǔ)。1960年美國空軍保送他進入麻省理工學(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，這是個極好的的機會。通過課程學(xué)習(xí)，他獲得了在霍洛曼空軍基地的一個為期3年的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)測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）?！氨窘苊飨氚岩粋€自由轉(zhuǎn)子陀螺儀放在軌道上，以測試廣義相對論?！迸两鹕f道。

帕金森發(fā)明了能夠確定轉(zhuǎn)子相對于指定軸位置的傳感器。他使用一種稱為半球施矩的算法，可施加一個磁場使轉(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)知識的同時，GPS正在他人的澆灌下萌芽。1960年，美國海軍開始測試其子午儀項目，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)星可以每天幾次測定慢速移動船只的經(jīng)緯度，精確度約為100米。

美國航空航天公司總裁伊凡?格廷（Ivan Getting）認為這還不夠好。1962年，他開始為一項更精確并連續(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、軍隊首腦和他認為具有影響力的其他人推廣這一愿景，試圖“讓這個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）撰寫的最終報告發(fā)表于1966年，直到1979年才解密。它列出了12項主要技術(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)爭學(xué)院學(xué)習(xí)，有時間就去航海。接下來他很有可能接到五角大樓的任務(wù)。

當(dāng)時他接到了一位上校的電話，這位上校是一個被稱為空軍慣性導(dǎo)航秘密組織的成員。“這不是一個壞人的組織，”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?！鄙闲＝ㄗh，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從事先進的前椎體和其他導(dǎo)彈技術(shù)，干了3個多月后，就被認為是承擔(dān)衛(wèi)星導(dǎo)航項目621B的最佳人選。帕金森非常稱職，但他不想接受這份工作。

“那項目公認無路可走，死定了?！彼f。

帕金森回憶，那是一位三星將軍提出的建議，一般來說，你不能對一位將軍說不。帕金森說，如果他被任命為項目經(jīng)理，他就接受這份工作。若低于這個職務(wù)，他將無法控制項目——“該項目會陷入困境。”

將軍拒絕了。“那我就說，我不愿意?！迸两鹕貞浀溃八€不習(xí)慣新晉升的上校對他說‘不’?！?/p>

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項目旨在創(chuàng)建一個幾乎在世界上任何地方都能工作的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該團隊已經(jīng)制訂了大部分計劃，并希望使用4顆衛(wèi)星進行演示——這是一個成本不低的方案。

帕金森開始與工程師們一道檢查方案的每一個細節(jié)。

“他剛來的時候，我們有點擔(dān)心?！睆拿绹娇蘸教旃菊{(diào)到該項目的工程師沃爾特?梅爾頓（Walter Melton）回憶道，“我們聽說他來自慣性導(dǎo)航組織?！惫こ處焸儞?dān)心帕金森會對衛(wèi)星導(dǎo)航有偏見，因為衛(wèi)星導(dǎo)航被認為是慣性導(dǎo)航的競爭對手?！暗趲字芎?，他的態(tài)度變得明朗化，他對衛(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防系統(tǒng)并購審查委員會提交了方案。“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，然后他們進行投票?！彼貞浀馈Ｍ镀苯Y(jié)果是“否”。

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

帕金森現(xiàn)在認為，那個下午的講解是衛(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，這不是一個真正的合作項目……回去吧，把它重新組合成一個合作項目，盡快交給我，我非常肯定，我們會批準它的?！?/p>

帕金森和他手下的工程師們在勞動節(jié)假期還在工作，為他們的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)一個新的架構(gòu)。他說，他們在五角大樓會面，而不是在洛杉磯，“因為太多與項目有關(guān)的人都陷入了舊理念?！迸两鹕f，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?！?/p>

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

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

這項決定對于消費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。它們需要進行定期同步以保持準確。當(dāng)然，若非如此，它們也就不會變成成本僅幾毛錢且能塞進每部手機之中的微型電子產(chǎn)品了。

帕金森非常希望消費者使用新系統(tǒng)。在他看來，項目的使命始終是雙重的——特別精準和特別便宜。他甚至在洛杉磯的項目辦公室門口掛了一個木板，強調(diào)這樣的信息：“別忘了！本辦公室的任務(wù)是將5枚炸彈投進同一個洞里，同時打造一套便宜的導(dǎo)航設(shè)備?！?/p>

帕金森在“孤獨大廳”會議后花了幾個月時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，兩個月內(nèi)開了大約60次會議（他現(xiàn)在仍存有一份清單）。

他解答了所有質(zhì)疑：是的，信號足夠強大，足以在周圍的噪聲中被檢測到。是的，系統(tǒng)可以達到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，這不算是嚴重超支。）

“他是個完美的推銷員。”他在621B項目中的同事梅爾頓說道。

1973年12月，國防委員會批準了提案。帕金森領(lǐng)導(dǎo)該項目3年半，直至第一顆GPS衛(wèi)星升入太空，并且初步測試證實系統(tǒng)能夠按照設(shè)計工作。

原本，在首次發(fā)射時，伊斯頓的原子鐘尚未準備好，而帕金森委托羅克韋爾國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。

“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。”他說。完整的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)在1995年投入運行。蘇聯(lián)時期開始的類似項目——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)和中國的北斗系統(tǒng)預(yù)計將在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)任過多個職位（包括羅克韋爾國際空間系統(tǒng)集團副總裁和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目（現(xiàn)在稱為重力探測器B），擔(dān)任項目經(jīng)理和主要研究人員，該項目于2004年成功啟動。

他還領(lǐng)導(dǎo)著一個旨在開發(fā)GPS技術(shù)民用應(yīng)用的研究小組。這項工作促成了機器人帆船、商用飛機的首次GPS引導(dǎo)著陸，以及通過對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行檢測與校正而提高GPS定位準確度的地面站系統(tǒng)。最后一個項目演變?yōu)槊绹?lián)邦航空管理局的廣域增強系統(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)的信號延遲或軌道漂移所產(chǎn)生的信號誤差，從而提高GPS的準確度。

帕金森的團隊還開發(fā)了目前他最熱衷的應(yīng)用——自動拖拉機。他關(guān)注自動拖拉機已經(jīng)有一段時間了；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，他才有機會推動該項技術(shù)的發(fā)展。在斯坦福大學(xué)，他會見了來訪的約翰?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)航的自動駕駛高爾夫球車。

“想想拖拉機。”他告訴來訪者。

帕金森回憶道，迪爾公司的代表對農(nóng)民是否會購買這樣的系統(tǒng)持懷疑態(tài)度，但該公司渴望與斯坦福大學(xué)合作，并同意資助一項開發(fā)項目。

“他們給了我們大約90萬美元和兩臺巨大的拖拉機?！迸两鹕f。一個學(xué)生團隊花了幾年時間來開發(fā)這項技術(shù)，并在1997年首次展示了一個功能完善的系統(tǒng)。

他補充說，很高興看到從那時開始興起的GPS導(dǎo)航農(nóng)業(yè)精細耕作。從帕金森的家中可以遠眺一座農(nóng)場。他經(jīng)常在田野里散步，有時會高興地發(fā)現(xiàn)一輛GPS導(dǎo)航的拖拉機正在運行?！斑@些拖拉機節(jié)省了化肥和時間，是很好的回報?！?/p>

“我想，他熱衷農(nóng)業(yè)應(yīng)用是因為這讓他感覺到GPS適合所有人?！迸两鹕郧暗牟┦可?，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)在每個人的智能手機里都有GPS，但拖拉機是當(dāng)時每個人都能夠評價的一項早期應(yīng)用?！?/p>

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

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

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

感覺GPS的地位受到威脅時，他會立即以保護者的姿態(tài)出現(xiàn)。目前，他認為Ligado網(wǎng)絡(luò)會帶來巨大威脅，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，美國聯(lián)邦通信委員會考慮給予Ligado的前身LightSquared一項有條件的豁免，可以使用該頻段進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，提出了一項低功率系統(tǒng)的提案，聲稱該系統(tǒng)不會干擾GPS。

提案還未提交給聯(lián)邦通信委員會。但帕金森說，美國運輸部的測試顯示存在廣泛的干擾，特別是對最精密的設(shè)備。他在一篇社評中提醒公眾注意提案的危險性。Ligado的設(shè)計旨在改變“來自太空的安靜信號的大小，用于大功率地面發(fā)射機，”他寫道，“他們顯然會利用這個與現(xiàn)有的寬帶公司競爭。美國已經(jīng)有至少4家寬帶提供商，但GPS卻是唯一的?！?/p>

帕金森說：“置GPS于危險之中，就要自食惡果?！?/p>