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失敗的人中間而已?！?/p>

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?！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(shí)，在一個(gè)大型建筑項(xiàng)目擔(dān)任測量員。

研究生教育給他打下了另一項(xiàng)基礎(chǔ)。1960年美國空軍保送他進(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。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€(gè)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(gè)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(shí)，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(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)星可以每天幾次測定慢速移動(dòng)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(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?！斑@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?！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(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?！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(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)目會陷入困境?！?/p>

將軍拒絕了?！澳俏揖驼f，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(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?！睆拿绹娇蘸教旃菊{(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?！惫こ處焸儞?dān)心帕金森會對衛(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)航的競爭對手?！暗趲字芎螅膽B(tài)度變得明朗化，他對衛(wèi)星導(dǎo)航表示理解與支持?！?/p>

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?！拔野盐蚁胍龅氖赂嬖V了圍坐在桌旁的將軍和參與的市民，然后他們進(jìn)行投票?！彼貞浀馈Ｍ镀苯Y(jié)果是“否”。

當(dāng)時(shí)主持會議的是時(shí)任國防研究與工程部副部長馬爾科姆?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?？隙?，我們會批準(zhǔn)它的?！?/p>

帕金森和他手下的工程師們在勞動(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，他們在五角大樓會面，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?！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(dú)大廳”會議導(dǎo)致了幾個(gè)關(guān)鍵的變化：將系統(tǒng)的碼分多址（CDMA）無線電信號修改為包括民用信號和受保護(hù)的軍事信號；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(qiáng)大，足以在周圍的噪聲中被檢測到。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?！彼?21B項(xiàng)目中的同事梅爾頓說道。

1973年12月，國防委員會批準(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。”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，以及通過對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測與校正而提高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?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)的信號延遲或軌道漂移所產(chǎn)生的信號誤差，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)會推動(dòng)該項(xiàng)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(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(xiàng)開發(fā)項(xiàng)目。

“他們給了我們大約90萬美元和兩臺巨大的拖拉機(jī)?！迸两鹕f。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。他經(jīng)常在田野里散步，有時(shí)會高興地發(fā)現(xiàn)一輛GPS導(dǎo)航的拖拉機(jī)正在運(yùn)行?！斑@些拖拉機(jī)節(jié)省了化肥和時(shí)間，是很好的回報(bào)?！?/p>

“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)人都能夠評價(jià)的一項(xiàng)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(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)，他會非常興奮。”艾克斯拉德說。

感覺GPS的地位受到威脅時(shí)，他會立即以保護(hù)者的姿態(tài)出現(xiàn)。目前，他認(rèn)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(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(yùn)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(xiǎn)性。Ligado的設(shè)計(jì)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(jī)，”他寫道，“他們顯然會利用這個(gè)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(xiǎn)之中，就要自食惡果。”