清華大學(xué)智能微系統(tǒng)與納衛(wèi)星團隊歷經(jīng)二十載技術(shù)攻關(guān)，成功研發(fā)出全球首創(chuàng)的光學(xué)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航體系提供了關(guān)鍵補充。這項突破性成果不僅解決了傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的信號失效問題，更通過構(gòu)建光學(xué)信標網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了抗干擾、高精度的定位服務(wù)，相關(guān)技術(shù)已獲得教育部2025年科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎特等獎。

傳統(tǒng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)易受電磁干擾，在軍事沖突或復(fù)雜地形中常出現(xiàn)信號中斷。而天文光學(xué)導(dǎo)航雖具備抗干擾特性，卻因信源微弱導(dǎo)致定位精度不足。清華團隊創(chuàng)新性地提出"太空燈塔"概念，通過在衛(wèi)星搭載高亮度光學(xué)信標，構(gòu)建起由11顆衛(wèi)星組成的光學(xué)導(dǎo)航星座。該系統(tǒng)采用測角定位原理，地面接收機捕獲衛(wèi)星發(fā)射的光信號后，結(jié)合精密軌道數(shù)據(jù)即可完成厘米級定位，徹底突破了光學(xué)敏感器微型化瓶頸，將設(shè)備重量從十公斤級壓縮至百克級。

團隊負責人邢飛教授比喻稱："就像古代水手依靠燈塔指引航向，我們讓發(fā)光衛(wèi)星成為太空中的新型'燈塔'。"這項技術(shù)通過直線傳播的光信號規(guī)避了無線電干擾，其大功率光學(xué)信標源有效解決了天文導(dǎo)航的信源缺陷。目前相關(guān)產(chǎn)品已出口至美、英、法等近20個國家，在中東地區(qū)的實戰(zhàn)測試中，成功幫助無人機在GPS信號被干擾的沙漠環(huán)境中持續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

根據(jù)規(guī)劃，團隊將在近地軌道部署37顆衛(wèi)星，形成覆蓋南北緯60度以內(nèi)區(qū)域的全球網(wǎng)絡(luò)，該范圍涵蓋全球90%以上人口和經(jīng)濟活動區(qū)。更值得關(guān)注的是，該系統(tǒng)與5G基站等通信基礎(chǔ)設(shè)施的融合應(yīng)用正在推進，有望解決自動駕駛車輛在隧道、城市峽谷等場景下的導(dǎo)航盲區(qū)問題。光學(xué)敏感器的微型化突破也使低空經(jīng)濟領(lǐng)域迎來新機遇，物流無人機群可依托該技術(shù)實現(xiàn)自主編隊飛行。

國際航天領(lǐng)域正掀起光學(xué)導(dǎo)航技術(shù)競賽。美國航空航天局2024年報告指出，月球探測任務(wù)中光學(xué)導(dǎo)航可替代傳統(tǒng)地標識別方式；歐洲航天局同年啟動的"深空光學(xué)導(dǎo)航"項目，計劃在2030年前建立地月空間導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)。盡管光學(xué)導(dǎo)航存在視線遮擋和天氣影響的天然局限，但清華團隊通過多衛(wèi)星組網(wǎng)和智能算法優(yōu)化，已將系統(tǒng)可用性提升至99.7%，在沙漠、海洋等開闊地帶表現(xiàn)出色。

這場技術(shù)革新背后，是持續(xù)二十年的基礎(chǔ)研究積累。從2005年啟動預(yù)研到2025年實現(xiàn)工程化應(yīng)用，團隊攻克了光學(xué)信標編碼、高精度測角等37項關(guān)鍵技術(shù)。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進入"光學(xué)增強"時代，中國正從技術(shù)追隨者轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則制定者，為人類太空活動提供更具韌性的定位解決方案。