當傳統衛星導航系統在復雜電磁環境中頻頻失效，當深空探測面臨無信號可用的困境，清華大學智能微系統與納衛星團隊用二十年時間攻克光學導航技術，為全球導航領域帶來革命性突破。該團隊研發的"全球性光學導航定位技術與系統"近日榮獲教育部2025年科學研究優秀成果獎（自然科學和工程技術）特等獎，標志著我國在自主導航技術領域實現重大跨越。

這項突破源于對傳統導航系統短板的深刻認知。團隊負責人邢飛教授指出，GPS等無線電導航系統雖應用廣泛，但存在易受干擾、信號遮擋等致命缺陷。在衛星無線電拒止環境下，現有系統幾乎完全癱瘓。研究團隊從光學信號的天然抗干擾特性出發，創新性提出"以光為標"的導航理念，通過在衛星搭載大功率光學信標源，構建起全新的光學導航架構。

該系統的技術原理具有顯著優勢。光波波長短、直線傳播的特性使其難以被干擾信號繞射進入接收范圍，天然具備抗電磁干擾能力。通過在衛星上發射攜帶導航編碼的光信號，地面接收機結合衛星精密軌道數據，利用極坐標原理即可完成精準定位。這種設計不僅彌補了天文導航信源微弱的不足，更實現了從原理方法到應用模式的全面革新。

研究歷程充滿艱辛。團隊從2002年開始空間光學敏感器研究，當時國內相關技術幾乎空白。早期研發的光學敏感器重達十幾公斤，無法適配小型衛星。經過十年攻關，團隊成功將其微型化至百克級，使光學設備能夠廣泛應用于各類衛星。2015年納星二號的成功發射，標志著中國衛星空間網絡有了自主可控的核心部件。

技術突破呈現階梯式發展。2018年團隊利用恒星敏感器完成衛星光學信標觀測實驗，為光學導航奠定基礎；2023年通過商業衛星完成進一步測試驗證；2024年更是在酒泉、文昌衛星發射中心成功部署4顆光學導航衛星，構建起初代驗證星座。這些衛星在國際上首次實現飛機、艦船等載體的全球性光學導航驗證，標志著技術從實驗室走向實際應用。

該成果已形成完整的技術體系。目前團隊構建的光學導航星座由11顆衛星組成，可作為北斗系統的重要補充，為全球導航、遙感定位、深空探測等國家重大戰略提供核心支撐。相關航天產品已實現標準化生產，出口至近20個國家，在國際航天市場樹立起中國品牌。

技術突破帶來廣泛應用前景。在低空經濟領域，光學導航可與通信基礎設施結合，構建增強網絡，解決無人機、自動駕駛車輛在隧道等復雜環境中的導航盲區問題。在深空探測方面，該技術可在月球等無GPS信號區域發揮關鍵作用，僅需一顆軌道飛行器作為光學信標，就能為著陸器提供厘米級定位精度。目前團隊技術已參與多項國家月球探測計劃，并將應用于更遠距離的深空任務。

科研傳承與人才培養同步推進。團隊開設的"智能微系統與微納衛星"實踐課程，讓學生從軟件仿真到硬件組裝全程參與衛星研制。這種"做中學"的模式培養出大批航天領域專業人才，許多畢業生已成為行業骨干。這種科研與教育深度融合的模式，為我國航天事業持續發展注入新鮮血液。