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为什么MH370还没有找到?

(2015-03-08 18:40:01)
标签:

杂谈

201438日,去年的今天MH370失联。已经过去一年了,搜索虽仍在进行,但却看不见一点曙光,为什么会这样?这篇文章会帮助您了解一个残酷的真相。

 

不扯闲篇,直入主题,原本毫无头绪的搜救工作因为国际海事卫星的7次握手信号而起了转机。

 

为什么MH370还没有找到? 

 

卫星接收到的这7次飞机握手信号存在频差,经多普勒分析发现南线比北线的吻合度要高得多。如下图所示,红线是北线理论值,绿线是南线理论值,而实测值的蓝线与南线理论值非常吻合,专家们对南线的判定很有信心。

 

为什么MH370还没有找到? 

 

我本人也很赞同南线判定,不仅是因为多普勒分析,还有一个地面雷达的原因。北线必会进入陆地上空,不可能不被军方的预警雷达发现,即使东亚小国军备废驰雷达失效,中国遍布国境线的预警雷达可向境外侦察300公里,诺大的民航客机不可能看不到。以前虽然发生过漏报事件,那都是雷达已经看到但操作人员没上报,这是因为鸟群或天气现象导致的虚警事件太多,令操作人员麻痹引起的漏警,绝无事后都查无雷达亮点记录的可能性。

 

确定了南线后,专家们根据数据推算出了优先搜索区域,即从布罗肯海岭(Broken Ridge)向东北延伸650公里涵盖约60,000平方公里,宽度约93公里。

 

当时电视和网络上出现了各种科普,最常见的就是根据7次握手的频差数据,推算出以卫星为中心的7个圆形航迹,而这种解读其实是不对的,至少是很不准确的。原因在于,多普勒频差只能反映相对于卫星的,或接近或远离的径向速度变化值,这是个相对值而不是绝对数据,它并不能给出飞机的实际速度值,更不能直接确定飞机的位置和高度。那握手信号时间延时的长短能否推算出距离呢?道理是成立的,但您想想1毫秒的误差会导致多大的距离偏差。

 

您一定会问,那专家是如何推算出最有可能航迹的?答案一定会令您吃惊,那是专家们猜测出来的。专家们对飞行速度、高度等推算航迹所必须的参数进行了大量的假设,从中选出他们认为最有可能的假设参数集,然后配合多普勒频差数据分析,推出了所谓的最有可能航迹和优先搜索区域。请看三个基于假设的航迹分析:

 

1. 航迹分析A

 

假设条件:

  • 以可能客机速度、靠近最后雷达点的1941弧线为起点
  • 不变飞行高度
  • 自动驾驶模式被考量在内,包括不变真正航迹、不变真正航向、不变磁道、不变磁航向及大圆弧模拟过程的速度和航向可能会随着时间而漂移,但仍会趋向于恢复到一个固定(不可知)标称值
  • 多谱勒频度偏置均匀(147-152
  • 随机误差高斯标准偏差5 Hz
  • ......

 

在这些尚未列全的假设集的基础之上,可能的航迹如下图所示(图中红//绿代表与卫星数据相关性最高的航迹,即红色相关性最高)。

 

为什么MH370还没有找到? 

 

2. 航迹分析B

 

如果将假设集改为:

  • 最初航道始于苏门答腊顶端附近的往南折返处
  • 不变高度
  • 不变地面速度
  • 在每次越过弧线时,航向改变是被允许的

可能的航迹就变成了下面这个新的样子(白色代表与卫星数据相关性最高的航迹)。

为什么MH370还没有找到? 

 

3. 航迹分析C

 

如果修改速度假设,将假设集改为:

  • 最初航道始于苏门答腊顶端附近的往南折返处
  • 不变高度
  • 地面速度可在每次越过弧线时改变
  • 每次跨越弧线时,航向改变是被允许的
  • 弧线与弧线之间的直线线段

那新的可能航迹就如下图所示。

 为什么MH370还没有找到? 


请注意,在航迹分析C中,专家们算出了5千个,我没有笔误,就是5000个,专家们在其中找出了排名最高的100个,绘制了上图。再请注意,这5000个可能航迹还是在明确的第3假设集的基础上得来的,如果假设集发生变化,那可能性当然会更多得多。

 

这三个航迹分析最终指向的区域还算是比较集中的,这就是专家们确定搜索区域的核心基础,而这是建立在很多假设基础上的。您一定会感叹可能航迹这么多,散布的范围这么大,这7个握手信号可真忒么地没用,其实您错了,这7个握手信号是非常有用的,如果没有它们的话,可能的航迹会是这个样子:

  为什么MH370还没有找到?  

 

可能的搜索面积会是地球表面积的1/7,还是让我们感谢这7个握手信号吧。专家们根据它们确定了下面的搜索区域。大区(灰色)、中等区(蓝色)及优先区(橙色)与S3/S5和红、黄、绿搜寻区域比较 。

 

为什么MH370还没有找到? 

 

您一定会问,我们把这片区域搜索完了,就一定能找到飞机吗?这是一个非常好的问题,我先举个例子:您家有100块地板砖,钥匙掉在了某一块上,您通过科学的方法确定了某块地板砖的概率是其它砖的2倍,那当然要从它先开始找起,但钥匙真的就在这块地板砖上的概率有多大呢?不难看出只有大约2%的可能性,如果您真的在这块砖上找到了钥匙,那只是撞了大运。

  为什么MH370还没有找到? 

MH370的优先搜索区域也是同理,按照推理我们判断出优先搜索区域就是那块红色地板砖,应该比周边区域的可能性大,但由于可能地域的广阔(类比于多达100块的地板砖),飞机落在这个区域的可能性远远没有你想象中的大,不会是95%,更可能是40%,或者更低。

 

《中国新闻周刊》记者周瑶跟踪MH370事件整整一年了,她前两天就这个问题采访过我,她说她去澳大利亚咨询过调查机构,该机构称他们成立了五个独立的研究小组,研究结论非常一致,从而信心很足。我给周瑶记者说,这根本就不是一个算法优劣问题,而是一个数据极端不足的问题,五个小组依据的是同样的数据,得出的结论一致是很正常的,但这并不能证明结论的可靠性。

 

由于数据的极端不足,在优先地域确定过程中使用了大量的假设,而且每一种估计都设置了不止一个的假设,这些假设集完全成立的可能性有多少呢?即使假设集是成立的,在此基础上的最优搜索区域的可能性,占所有可能性的比例又有多少呢?例如航迹分析C中的100个最高相关性航迹,比其它4900个航迹的可能性高出多少呢?

 

我研读了官方报告,没有发现“飞机果真落在优先搜索区域的概率有多大?”这个数据,而要计算这个概率,那就必须对所有假设本身的可能性进行概率分析,而这是几乎不可能完成的任务。专家们的分析有个基本假设,即飞行速度在400-450公里/小时左右,而这种假设未必准确,被劫持的飞机完全可能以更高的速度飞行,那样的话坠落地点就会偏差非常远。

 

有人会质疑,若飞行速度超过假定,多普勒频差数值就会加大,而不会像现在这样啊。前面已经分析过,多普勒频差只能反映相对于卫星的径向速度变化,更高的速度加上不同的方向和高度,当然可以生成与实际采集到的完全相同的频差值。

 

简单来说,我们实际采集到的频差值,可以有无数种速度、方向、和高度组合方式来达成,而现在的基础假定只是专家觉得可能性最大的那一种组合。专家们拿一个最常规的飞行数据组合来推测一个可能劫机犯的疯狂行为,这其实是很靠不住的。

 

您一定会问,既然你觉得问题出在假设上,那请你给出一个更可靠的假设呗。我只能遗憾的回答,调查专家给出的假设已经是最优的了,这是仅仅凭借7次握手的频差数据所能得到的最佳推测。我们必须要清楚的是,这套假设虽然是最佳的,但据此而推算出的优先搜索区却未必靠谱。这就好比是你买了1张彩票,他买了10张,要我猜谁更可能中大奖,我猜他更可能,因为他中奖的概率是你的10部,这当然是一种科学的判断,但谁都知道他几乎肯定中不了大奖。

 

全世界每年总会掉几架民航飞机,只是MH370太受世人关注了,即使科学家们明知这样寻找的方式很难奏效,但政府也绝不敢不继续找,这恐怕就是残酷的真相。已经一年了,愿MH370的旅客安息......

 

【后记】

 

我写这篇文章只用了一天时间,但培养这种能力用了20多年,写稿子挣稿费是我的生活方式,只是由以前的跟编辑谈价,变成了现在由网友自愿打赏。如果您看了文章觉得有收获,那请支持5元。穷学生就算了,我可不愿意用你的饭费去买菜,你转发支持下就好,谢谢大家!

 

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