過去幾十年,全球絕大多數(shù)國家都在用同一套東西:GPS。它幾乎無處不在,從手機(jī)導(dǎo)航到飛機(jī)航線,從無人機(jī)到導(dǎo)彈系統(tǒng),背后都離不開這套系統(tǒng)。久而久之,人們形成了一種默認(rèn)認(rèn)知,它可靠、穩(wěn)定、無可替代。
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這套系統(tǒng)其實一直有一個被忽略的問題,就是它太容易被干擾。無線電信號本質(zhì)上是可以被壓制、欺騙甚至屏蔽的,平時用當(dāng)然沒問題,但一旦進(jìn)入復(fù)雜對抗環(huán)境,對手只要針對這一點下手,就可能讓整個系統(tǒng)“掉線”。
2026年3月,中東地區(qū)的一場沖突,把這個問題徹底暴露出來,相關(guān)區(qū)域內(nèi)GPS信號遭到強(qiáng)力干擾,大量依賴導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)備瞬間失效。無人機(jī)失去控制,船舶定位紊亂,一架本該掌控全局的預(yù)警機(jī),反而成了被動目標(biāo)。
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很多人以為預(yù)警機(jī)就是雷達(dá)強(qiáng)、探測遠(yuǎn),但實際上它的核心運作離不開GPS提供的統(tǒng)一時間和坐標(biāo)基準(zhǔn),一旦這個基礎(chǔ)出問題,雷達(dá)數(shù)據(jù)對不上、通信鏈路斷續(xù),整套系統(tǒng)就會出現(xiàn)混亂。再先進(jìn)的裝備,也發(fā)揮不出應(yīng)有的能力。
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這個時候清華大學(xué)團(tuán)隊走了一種完全不同的技術(shù)路線,用了近20年時間,研發(fā)出一套光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng),既然無線電信號容易被干擾,那就干脆不用無線電,這套系統(tǒng)通過光學(xué)傳感器去“看”空間中的光信號,比如恒星或者衛(wèi)星上的光學(xué)信標(biāo),然后通過測角計算位置,簡單理解一下,就是把“看星星定位”這件事,用現(xiàn)代技術(shù)重新做了一遍。
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這種方式幾乎無法被電磁干擾,無線電可以被壓制,但光是直線傳播的,外界很難篡改。也就是說你可以干擾信號,但你沒法干擾“光本身”。從物理原理上,它就繞開了傳統(tǒng)導(dǎo)航的弱點。
更重要的是這項技術(shù)已經(jīng)不只是實驗室成果,目前我國已經(jīng)發(fā)射了11顆光學(xué)導(dǎo)航微納衛(wèi)星,完成了初步組網(wǎng)驗證,并在飛機(jī)、艦船等平臺上進(jìn)行了實際測試。按照規(guī)劃,未來將部署37顆衛(wèi)星,實現(xiàn)全球大部分區(qū)域覆蓋。
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在精度方面,這套系統(tǒng)可以做到米級甚至更高精度,在部分場景下可以逼近厘米級,更關(guān)鍵的是它不僅能定位,還能同時確定姿態(tài),這是傳統(tǒng)GPS難以做到的。
在中東這項技術(shù)已經(jīng)開始落地應(yīng)用,當(dāng)?shù)亻L期依賴GPS,一旦信號被干擾,很多設(shè)備就無法正常運行。過去類似情況已經(jīng)發(fā)生多次,代價不小。現(xiàn)在有了另一種不依賴無線電的方案,自然會迅速被接受,從技術(shù)驗證到實際部署,推進(jìn)速度非常快,這本身就說明需求有多迫切。
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過去很長一段時間,全球?qū)Ш襟w系基本是單一結(jié)構(gòu),以GPS為核心,其他系統(tǒng)雖然存在,但整體格局并沒有被打破。而這種單一結(jié)構(gòu),本身就意味著風(fēng)險,如果一旦核心系統(tǒng)出問題,影響范圍是全球性的。
現(xiàn)在這種情況正在發(fā)生改變,一方面中國的北斗系統(tǒng)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)鋪開,逐漸替代部分GPS應(yīng)用;另一方面光學(xué)導(dǎo)航提供了一條完全不同的技術(shù)路徑,這兩種體系疊加,帶來的不是簡單的“替代”,而是“冗余”,長遠(yuǎn)來看,這其實是一種趨勢。
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誰的系統(tǒng)更穩(wěn)定、在極端環(huán)境下更可靠,誰就更有話語權(quán),美國依靠GPS建立了長期優(yōu)勢,但這種優(yōu)勢建立在單一技術(shù)路徑上,一旦這個路徑被證明存在明顯弱點,新的方案就會迅速獲得空間,而我們設(shè)計的光學(xué)導(dǎo)航,正好填補(bǔ)了這個空白。
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這并不意味著GPS會被取代,無線電導(dǎo)航依然有覆蓋廣、成熟度高的優(yōu)勢,在絕大多數(shù)場景下仍然是主流。但可以確定的是單一體系的時代正在結(jié)束,未來的導(dǎo)航,更可能是多種技術(shù)并存。
無線電負(fù)責(zé)大范圍覆蓋,光學(xué)負(fù)責(zé)高精度和抗干擾,兩者相互補(bǔ)充,再疊加慣性導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航等技術(shù),形成一個更復(fù)雜但也更穩(wěn)健的體系,這對普通人來說,可能感受不明顯,但對很多行業(yè)來說,影響正在逐步顯現(xiàn)。
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自動駕駛需要在隧道、地下車庫等環(huán)境持續(xù)定位,傳統(tǒng)信號容易中斷;低空經(jīng)濟(jì)中的無人機(jī),需要在復(fù)雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定飛行;應(yīng)急救援、海上作業(yè)等場景,對導(dǎo)航可靠性要求極高。這些領(lǐng)域,對“抗干擾”和“連續(xù)性”的需求,遠(yuǎn)高于普通導(dǎo)航。
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也正因為如此,光學(xué)導(dǎo)航不僅是一個技術(shù)突破,更是一種能力補(bǔ)位,所以此次預(yù)警機(jī)被擊中,看似是一次單一事件,但它揭示了一個長期存在的問題;而新技術(shù)的出現(xiàn),并不是偶然,而是對這個問題的回應(yīng)。
導(dǎo)航這種看不見的基礎(chǔ)設(shè)施,正在從“單一依賴”,走向“多路徑并行”。
而在這種變化中,誰能提供更穩(wěn)定的方案,誰就能在未來的競爭中,占據(jù)更有利的位置。
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