清華大學研發(fā)光學導航定位技術全球首創(chuàng)提升導航安全可靠性

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2026-03-25 11:08:45 京報網(wǎng)

清華大學研發(fā)光學導航定位技術全球首創(chuàng)提升導航安全可靠性！清華大學研發(fā)光學導航定位技術全球首創(chuàng)提升導航安全可靠性！清華大學智能微系統(tǒng)與納衛(wèi)星團隊歷經(jīng)20年努力，成功研發(fā)出全球性光學導航定位技術與系統(tǒng)。這項技術在國際上屬首創(chuàng)，成為北斗系統(tǒng)的重要補充，顯著提升了我國導航體系的安全性和可靠性。相關產(chǎn)品已出口至近20個國家。

傳統(tǒng)無線電導航容易受到干擾，在復雜的電磁環(huán)境下信號可能失效。天文光學導航則存在信源微弱、精度不足等問題。清華精密儀器系教授邢飛舉例說明，手機導航有時會彈出“請水平轉(zhuǎn)動手機以校準方向”等提示，甚至停止刷新位置。這是因為無線電系統(tǒng)只能測距而無法直接確定方向，內(nèi)置的電子羅盤等傳感器一旦受干擾就會失效。

為解決這些問題，清華團隊在衛(wèi)星上搭載了高亮度光學信標。原理類似于古人通過北極星辨認方向，但光學導航衛(wèi)星更像是距離地球幾百公里的“北極星”。地面設備接收其發(fā)射的光學信號，并根據(jù)衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)等信息，可以精確計算出自身的位置和朝向。

盡管距離較近，但從數(shù)百公里高度發(fā)出的數(shù)據(jù)即使出現(xiàn)微小角度誤差也會嚴重影響導航精度。例如，在800公里高度上發(fā)射光學信號時，若測量角度偏差0.1度，定位誤差可能達到公里級。為此，團隊結(jié)合星敏感器技術、太陽敏感器技術和激光測量技術，不斷調(diào)試，最終將光學相機的分辨率大幅提高，測量精度達到千分之五個像素。

光波直線傳播特性還使這套系統(tǒng)具備天然抗干擾能力，確保導航數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和安全輸出。

目前，該團隊已構(gòu)建起由11顆衛(wèi)星組成的光學導航星座，并突破了光學敏感器微型化瓶頸，實現(xiàn)了從十公斤到百克級的跨越。未來規(guī)劃在約816公里的近地軌道上部署37顆衛(wèi)星，覆蓋地球南北緯60度以內(nèi)區(qū)域，這是全球絕大部分人口和經(jīng)濟活動的區(qū)域。

這項技術擁有廣闊的應用前景，將為低空經(jīng)濟、深空探測等領域提供全新解決方案。團隊還計劃與現(xiàn)有通信基礎設施結(jié)合，構(gòu)建光學導航增強網(wǎng)絡，解決無人機、自動駕駛車輛在隧道及復雜路況下的導航盲區(qū)問題。

(責任編輯：0882)

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