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知识解说：其中一个史无前例的物理实验 物理学家们一直在努力理解宇宙中的奥秘。当人们谈到物理实验时，往往会想到大型对撞机、粒子加速器和其他昂贵的实验设备。但是有一项实验是独一无二的，它在1984年首次进行，至今仍然在进行。这就是全球位移观测网（Global Positioning System，GPS）。 GPS起源于20世纪早期，当时美国军方想要一种精确定位的方式，用于导航和监视军队行动。最初的GPS只能被军方使用，但在1980年代中期，它被解密，使得民用领域也能使用它。 GPS是如何工作的呢？呼叫一个卫星的用户设备通过接收从卫星发送的信号，测算出设备自身的位置。这些信号穿过了大气层，但在传播过程中会因为多种环境因素而发生微小的时移。通过准确度极高的时钟，GPS可以确定信号的传播时间，并利用这些时间差来计算用户设备的位置。 当一件物体由西向东运动时，会因为地球的旋转而受到一个向西偏转的力，这叫科里奥利力（Coriolis force）。GPS信号穿越了大气层和一系列卫星，卫星本身相对于地球的位置和速度受到科里奥利力影响，因此信号的传输时间会发生微小的变化。为了让GPS测量精度更高，科学家们必须考虑这种影响。 在GPS建立的早期，科学家们对这些影响的理解还很有限。1990年代，他们注意到信号传播的相对微小时差不仅与大气层成分有关，而且还可能与周围地形的高度和密度差异、地球的重力场强度和方向等有关。他们发现这些微小时差可以用于研究理论物理学的一些问题，比如爱因斯坦的相对论。 2001年，科学家在研究理论物理方面的进展让GPS成为了另一个用途的工具：检测与引力波有关的效应。引力波是由两个极端密集物质体合并产生的重力波，这种合并通常只在极端条件下才会发生，比如黑洞合并。因此，这种实验需要使用观测并测定在地球表面的引力波的微弱信号。 GPS天线塔可以用于定位卫星和对地面上物品进行三维定位。但是，如果塔体被受到复杂的环境影响，精度会受到影响。这些影响包括大气层的折射、地球的形状、振动、摩擦力等。科学家们通过GPS精确测定这些影响，能够有效地提高这些反重力系统的精确度。 总的来说，GPS是一项卓越的物理技术，不仅可以用于导航和监视，还可以用于解决物理学中的一些重大问题。这个独特的实验展示了人类将科学和技术结合起来，对于解决人类面临的一些世界性难题具有不可估量的价值。
