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全球大量交通和通信工具对GPS的依赖,已经持续了几十年。但GPS的短板也很明显,它的抗干扰能力差,容易被欺骗,关键时刻美国还可能直接切断服务。这些年,很多国家“苦GPS久矣”。

然而就在3月30日,一则重磅消息传来,清华大学研发的全球性光学导航定位技术,已经投入中东使用,帮助无人机在GPS被干扰的环境中继续工作,这意味着中国首次拥有了不怕GPS干扰的导航手段。

这套系统的研发,清华团队花了整整20年。原理说起来其实不复杂。传统GPS靠无线电波传信号,无线电波有个毛病,容易被干扰。电磁环境一复杂,信号就可能断。天文光学导航呢?信号又太弱,精度不够。

于是清华团队换了个思路,在卫星上搭载高亮度光学信标,在距地面500到800公里的高度上,持续向地面发射携带导航编码的光信号。地面接收机收到信号后,结合卫星的精密轨道,用极坐标原理就能完成定位。

团队负责人、清华精密仪器系教授邢飞打了个比方,“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。”
这套系统的核心优势是抗干扰。光波的波长极短,只能直线传播,干扰信号无法像干扰无线电波那样通过绕射进入接收机范围。光学导航天然就不怕电磁干扰。

目前,团队已构建起由11颗卫星组成的光学导航星座,突破了光学敏感器微型化瓶颈,实现了从十公斤级到百克级的跨越。这仅仅是开始。团队规划在约816公里的近地轨道上部署37颗卫星,实现对南北纬60度以内区域的全球覆盖,这正是全球绝大部分人口和经济活动集中区域。

更值得关注的是,这套系统已经走出国门。相关产品已销往美、英、法等近20个国家和地区。而在中东,这项技术正在被实际使用,帮助无人机在GPS信号被干扰的环境中继续工作。

目前中东范围内,包括无人机在内的大多数导航设备依赖GPS。但中东危机爆发后,电子战范围持续扩大。据BBC报道,随着美以伊军事冲突爆发,该地区的美国军队正在使用干扰系统来保护基地和人员免受无人机和制导武器的攻击。

GPS一旦被干扰或切断,依赖它的设备就会失灵。在这种情况下,中国这套能够稳定发挥、不惧GPS干扰的光学导航系统,就成了市场上独一份的选择。

尤其对于正在与美国交战的国家来说,如果飞行器能彻底摆脱对GPS的依赖,吸引力无疑是空前的。这套系统一方面帮中国快速打开了中东市场,另一方面也为技术和产品积累了早期国际口碑。

而且从国防安全角度看,这套系统的意义更大,很多国家和地区的交通导航系统依赖GPS,一旦被干扰或切断,整个体系就可能瘫痪。中国虽然已经有了北斗卫星导航系统,但北斗和GPS一样,本质上都是无线电导航,同样面临被干扰的风险。
光学导航技术的出现,等于给北斗打了一个“安全补丁”。

这套系统可以在GPS甚至北斗信号被强烈干扰、或被恶意切断的情况下,仍然持续稳定地提供精准导航坐标。清华大学发布消息时明确指出,这项技术一举破解了在“卫星无线电拒止环境”下“无法定位”和“定位精度差”两大行业瓶颈。

也就是说,有了这套系统,中国具备了在完全脱离GPS后、一定程度的导航、通信和安全能力。这在全球范围内几乎是空前的。
当然光学导航也有局限性。它需要视线通畅,光信号容易受天气或障碍物影响。但即便如此,作为无线电导航的补充手段,它解决的是一个关键问题,在最坏的情况下,还有没有得用?

值得一提的是,中国跑在前面的时候,别人也在追。
美国航空航天局和欧洲航天局也在推进光学导航技术研发。NASA在2024年的一份报告中提到,在月球表面这样昏暗荒芜的环境中,宇航员和探测车必须依靠光学导航来规划路线。去年10月,欧洲航天局也正式启动了光学导航技术项目。

但中国的优势在于,不仅原理上跑通了,而且已经上天、落地、出口、实战,2024年,清华大学光学导航卫星成功发射。该系统已获得教育部2025年科学研究优秀成果奖工程技术奖特等奖。更重要的是,相关产品已经出口近20个国家,正在中东战场接受实战检验。

不过,中美在导航技术上的理念有本质区别。GPS从诞生之初就是军用项目,后来才开放民用。美国可以在任何时候、以任何理由切断特定地区的GPS服务。这种“想关就关”的能力,本身就是一种战略威慑。

而中国开发这项技术的出发点不同。邢飞教授说得很清楚,这项技术将为低空经济、深空探测等领域提供全新解决方案,解决无人机、自动驾驶车辆在隧道、复杂路况下的导航盲区问题。
这不是用来卡别人脖子的,而是用来给自己兜底的。

从更宏观的视角看,这项技术的突破再次证明了一个趋势,在关键技术领域实现自主可控,不是选择题,是必答题。GPS好用,但它是别人的。别人的东西,关键时刻靠不住。
光学导航技术的出现,不是要取代GPS或北斗,而是在它们失效的时候,还有一个选项可用。这个“选项”本身,就是最大的底气。

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更新时间:2026-04-03
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