如何算出马航飞机坠毁：归功多普勒效应

MH370到底发生了什么

科技新闻话题导读：马来西亚总理告知MH370航班的家属，他们的亲人已经没有生还可能，因为飞机已经可以确认在南印度洋坠毁。但为这一结论提供关键线索的英国Inmarsat公司究竟是如何做到这种判断的？

CNN科普如何计算出飞机飞向印度洋

媒体来源：CNN专家将此次Inmarsat公司进行的计算称之为“史无前例”的，是此前从未进行过的尝试。简单的说，此前根据卫星信号数据，已经可以大致知道马航的这架飞机可能沿着南北两个大的方向飞行。但究竟飞往哪个方向还无法确定。如果向北，则会经过陆地。而如果向南，那里则是一片汪洋。而此次这架英国卫星公司所取得的重大突破，就在于判断出飞机是往南飞了，从而排除了向北飞行的可能性。

能够这样做的基本原理其实很简单，那就是利用“多普勒效应”。

多普勒效应的定义是指波源和观察者有相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。简单的说就是由于波源相对观察者的运动，导致其波长频率被压缩或拉伸的现象。这种波可以是光波，也可以是声波。光波的多普勒效应被广泛应用于天文学研究领域——当天体远离我们，它发出的光波会被拉伸，波长向红端偏移，称之为“红移”，它甚至曾经帮助哈勃发现宇宙膨胀的现象；反之，如果天体向着我们的观察方向靠近，它们会显示蓝移现象。

相似的，声波也会有这样的现象。或许很多人有过这样的体验：当你站在马路边看到一辆救护车从面前疾驰而过，在它接近阶段和远离阶段它的警笛发出的声音听起来是有差异的。这就是声波由于接近和远离你(观察者)时而引起的波长压缩和拉伸(多普勒效应)。

具体到马航事件，这架飞机上的某些设备会定期向Inmarsat的卫星发送请求连接的Ping信号，专家称之为“握手”。但由于马航没有购买相关卫星服务，因此这种请求会被卫星拒绝。但尽管由于两者间没有建立连接，因此没有办法收集当时飞机的状态信息，但此次Inmarsat的工程师们尝试了一种新的手段——他们对每一次Ping信号中隐含的多普勒效应进行了分析，这样做就能判断这个信号是被压缩了还是拉伸了。

由于卫星定点于地球上空，而马航的飞机当时正处于飞行状态，因此严格来说马航的这架飞机与卫星之间存在相对运动，距离也在不断发生变化。因此通过以纳秒(十亿分之一秒)级别的精度计算飞机与64.5度纬线(卫星定点于此纬度线上空)之间的相对运动，就能判断飞机的大致飞行位置。专家们分析了每一次Ping信号的方向信息，并且在此过程中得到了航天界专家以及美国波音公司的技术协助。

另外，利用三角测量法，工程师们还将有望能进一步完善他们的计算结果，测算出飞机的可能坠毁位置，因为他们有可能计算出飞机发送信号时的飞行角度。