清华团队以“太空光信标”构建全球光学导航体系,突破无线电拒止环境定位瓶颈

在全球卫星导航领域,无线电信号易受干扰、天文导航适用范围有限,长期制约着行业应用。无论是民用航空、远洋航运,还是深空探测任务,一旦遭遇恶意干扰或进入信号盲区,传统GPS、北斗等系统都可能出现失效风险。清华大学精密仪器系邢飞教授团队历时20年攻关,研发出以光学测角定位为核心的全球导航系统,为这个共性难题提供了新的解决思路。 技术原理显示,该系统在卫星上部署大功率光学信标源,向地面发射携带编码信息的光信号。接收设备捕获信号后,结合卫星轨道数据即可完成定位。相比无线电波,光波直线传播、不易被常规电磁干扰手段影响,同时更短的波长也带来更高的测量分辨率与定位精度。研究团队构建了“信源基准-传递链路-测量仪器”的新型导航架构,打通了从理论方法到工程验证的关键环节。 回溯研发历程,这项突破起步于2002年启动的空间光学敏感器研究。当时国内有关技术基础薄弱,首代设备重达十余公斤。经过持续迭代,团队将设备重量降至百克级,并成功应用于纳星二号卫星。在零下数十度的环境中,科研人员长期在试验现场开展测试,为获取关键数据曾连续工作十余小时,为后续突破积累了可靠依据。 业内专家指出,该技术不仅面向民用导航具备应用潜力,也对国防安全、深空探测等任务具有重要价值。随着星座组网推进,该系统有望与现有导航体系形成互补,提升全球定位服务在复杂环境下的可用性与可靠性。目前,相关技术已在我国商业航天领域落地应用,成为空间信息技术的新增长点。

导航不仅关乎“从哪里到哪里”,更关乎关键时刻“还能不能走、能不能走准”。从无线电导航到光学导航的探索,说明了以实际问题为牵引、以系统能力为目标的研发路径。面向更复杂的应用环境,持续提升基础设施的抗干扰能力与替代能力,是技术演进的方向,也关系到国家安全与社会运行的韧性。