清华首创“光学导航”技术 无惧GPS干扰



(北京31日综合电)清华大学上周二发布消息称,该校智能微系统与纳卫星团队历时20年攻关,成功研发全球性光学导航定位技术与系统。据介绍,这项技术在国际上实现全球首创,成为北斗系统的关键补充。
该系统抗干扰、高精度,即使在GPS信号无法使用或被干扰的情况下,也能为各项任务提供定位服务。
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清大称该技术全面提升了中国导航体系的安全性与可靠性,一举破解了在“卫星无线电拒止环境”下(即通过技术手段在特定区域内使卫星导航系统失效)“卫星无线电无法定位”“天文光学定位精度差”两大行业瓶颈。
报导称,该技术获得教育部2025年科学研究优秀成果奖(自然科学和工程技术)的工程技术奖特等奖。相关产品已销往美、英、法等近20个国家。
据介绍,传统无线电导航易受干扰,在复杂的电磁环境下可能出现信号失效。天文光学导航又存在信源微弱、精度不足等局限。
团队负责人、清华精密仪器系教授邢飞表示:“古代水手依赖灯塔导航,而我们做的是把’灯塔’搬到太空,让发光卫星代替’灯塔’成为可靠的光信号,为万物指引航向。”
邢飞说,这套以光学信号为载体、以测角定位为核心的全球导航系统,是在卫星上搭载大功率、宽覆盖的光学信标源,向空间发射携带导航编码信息的光信号。当地面接收机捕获信号后,结合卫星精密轨道,通过极坐标原理即可完成自身定位,团队以此构建起了光学式“信源基准-传递链路-测量仪器”的全新导航架构。
他表示,光学导航不仅拥有抗干扰的天然优势,更通过可控的太空光学信标,弥补了天文光学导航的信源缺陷,从原理方法到应用模式完成了全方位革新。
目前,团队已构建起由11颗卫星组成的光学导航星座。
“我们规划在约816公里的近地轨道上,部署37颗卫星,从而实现对地球南北纬60度以内区域的全球覆盖,”邢飞解释道,这是全球绝大部分人口和经济活动的区域。
中国此前已经在月球探测项目中使用过光学导航技术。例如,2013年的嫦娥三号探测器就依靠摄像头识别月面特征,在下降过程中进行自主导航,最终实现了精准著陆。
与此同时,美国太空总署(NASA)和欧洲航天局也在推进光学导航技术研发。
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