从“苦GPS久矣”到多体系导航提速:我国光学抗干扰定位技术加速应用并走向海外

问题——全球导航能力“单一依赖”隐患突出;卫星导航已成为现代社会的重要基础设施,从公众出行、物流调度、通信授时到无人系统运行、海空交通管理,都离不开稳定可靠的定位服务。长期以来,不少国家和地区技术与应用层面高度依赖以美国GPS为代表的无线电卫星导航体系。另外,在局部冲突和高强度对抗背景下,导航信号被压制、被欺骗甚至服务被限制的情况屡有出现。一旦单一体系受到干扰,对应的产业链和公共安全就可能面临连锁风险。 原因——无线电体制“先天短板”叠加复杂电磁环境。业内人士指出,无线电导航主要依靠电磁信号测距,传播过程中容易遭遇强电磁压制、同频干扰以及欺骗式信号影响;在城市高楼密集区、峡谷、隧道、地下空间等遮挡环境中,也可能出现定位精度明显下降甚至无法使用的情况。此外,随着无人机、自动驾驶、低空运行等新业态加速落地,对“高可用、强抗扰、连续覆盖”的需求明显提高,仅依靠传统无线电导航难以满足所有场景和安全要求。 影响——“拒止环境”倒逼导航体系升级。近年来,一些地区出现针对导航系统的对抗性干扰行动,相关现象表明,在电子对抗条件下,无线电导航的脆弱性会直接影响无人系统、海上运输以及关键基础设施的运行。对各国而言,建设多源融合、可替代的导航能力,已从技术选择转为安全需求。对我国而言,在推动北斗系统适应更复杂环境、保持稳定服务的同时,构建可与无线电体系互补的技术路线,是提升产业韧性、维护安全利益的重要方向。 对策——光学导航提供“物理机制”层面的抗干扰新解。我国科研团队在长期攻关基础上提出光学导航定位方案:在近地轨道平台搭载高功率、宽覆盖的光学信标,向地面或载体发送携带导航编码的光信号;接收端捕获光信号并结合轨道信息,利用测角定位原理完成解算。相比无线电信号,光信号波长更短、指向性更强,在特定条件下可降低干扰与欺骗的有效性,从机制层面提升“拒止环境”下的定位可靠性。 据介绍,该技术工程化推进主要针对三上能力:一是传感器轻量化、小型化,提升在无人机等小型平台的适配性;二是多平台通用化,面向飞机、舰船、车辆及无人系统等多场景开展验证;三是定位与定姿一体化,增强对载体姿态的解算能力,弥补传统测距导航对方向信息支撑不足问题。围绕上述能力建设,我国已开展微纳卫星在轨验证与典型平台试验,为后续规模化应用积累数据。 前景——构建“无线电+光学”互补体系,提升导航安全韧性与产业空间。业内普遍认为,光学导航并非要替代北斗等现有系统,更可行的路径是形成互为备份、优势互补的双体系架构:常态下由无线电导航提供广域服务;在强干扰、强对抗或遮挡复杂场景中,由光学等新体制补位,提高连续可用性与安全冗余。同时,随着测角定位与测距定位、惯性导航、地面增强等手段继续融合,有望提升定位精度与稳定性,并在自动驾驶、低空交通、海洋作业等领域拓展应用边界。 在国际合作层面,随着部分地区对抗干扰导航能力需求上升,我国相关航天与导航产品正加快“走出去”。有关信息显示,相关产品已实现对外交付,并在中东等复杂电磁环境场景中投入使用,为无人系统运行提供导航保障。这也反映出全球导航服务的竞争正从单一卫星信号之争,转向“多体制、多源融合、强韧安全”的体系化竞争。

光学导航等新技术的推进,为降低单一体系依赖、提升导航抗干扰能力提供了新的路径。随着“无线电+光学”等多体制融合应用加速落地,我国有望在复杂环境下继续增强导航服务的可靠性与安全冗余,并在对应的产业与国际合作中打开更广阔空间。