過(guò)去幾十年,全球絕大多數(shù)國(guó)家都在用同一套東西:GPS。它幾乎無(wú)處不在,從手機(jī)導(dǎo)航到飛機(jī)航線(xiàn),從無(wú)人機(jī)到導(dǎo)彈系統(tǒng),背后都離不開(kāi)這套系統(tǒng)。久而久之,人們形成了一種默認(rèn)認(rèn)知,它可靠、穩(wěn)定、無(wú)可替代。
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這套系統(tǒng)其實(shí)一直有一個(gè)被忽略的問(wèn)題,就是它太容易被干擾。無(wú)線(xiàn)電信號(hào)本質(zhì)上是可以被壓制、欺騙甚至屏蔽的,平時(shí)用當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題,但一旦進(jìn)入復(fù)雜對(duì)抗環(huán)境,對(duì)手只要針對(duì)這一點(diǎn)下手,就可能讓整個(gè)系統(tǒng)“掉線(xiàn)”。
2026年3月,中東地區(qū)的一場(chǎng)沖突,把這個(gè)問(wèn)題徹底暴露出來(lái),相關(guān)區(qū)域內(nèi)GPS信號(hào)遭到強(qiáng)力干擾,大量依賴(lài)導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)備瞬間失效。無(wú)人機(jī)失去控制,船舶定位紊亂,一架本該掌控全局的預(yù)警機(jī),反而成了被動(dòng)目標(biāo)。
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很多人以為預(yù)警機(jī)就是雷達(dá)強(qiáng)、探測(cè)遠(yuǎn),但實(shí)際上它的核心運(yùn)作離不開(kāi)GPS提供的統(tǒng)一時(shí)間和坐標(biāo)基準(zhǔn),一旦這個(gè)基礎(chǔ)出問(wèn)題,雷達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)不上、通信鏈路斷續(xù),整套系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)混亂。再先進(jìn)的裝備,也發(fā)揮不出應(yīng)有的能力。
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這個(gè)時(shí)候清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)走了一種完全不同的技術(shù)路線(xiàn),用了近20年時(shí)間,研發(fā)出一套光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng),既然無(wú)線(xiàn)電信號(hào)容易被干擾,那就干脆不用無(wú)線(xiàn)電,這套系統(tǒng)通過(guò)光學(xué)傳感器去“看”空間中的光信號(hào),比如恒星或者衛(wèi)星上的光學(xué)信標(biāo),然后通過(guò)測(cè)角計(jì)算位置,簡(jiǎn)單理解一下,就是把“看星星定位”這件事,用現(xiàn)代技術(shù)重新做了一遍。
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這種方式幾乎無(wú)法被電磁干擾,無(wú)線(xiàn)電可以被壓制,但光是直線(xiàn)傳播的,外界很難篡改。也就是說(shuō)你可以干擾信號(hào),但你沒(méi)法干擾“光本身”。從物理原理上,它就繞開(kāi)了傳統(tǒng)導(dǎo)航的弱點(diǎn)。
更重要的是這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)不只是實(shí)驗(yàn)室成果,目前我國(guó)已經(jīng)發(fā)射了11顆光學(xué)導(dǎo)航微納衛(wèi)星,完成了初步組網(wǎng)驗(yàn)證,并在飛機(jī)、艦船等平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試。按照規(guī)劃,未來(lái)將部署37顆衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)全球大部分區(qū)域覆蓋。
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在精度方面,這套系統(tǒng)可以做到米級(jí)甚至更高精度,在部分場(chǎng)景下可以逼近厘米級(jí),更關(guān)鍵的是它不僅能定位,還能同時(shí)確定姿態(tài),這是傳統(tǒng)GPS難以做到的。
在中東這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始落地應(yīng)用,當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期依賴(lài)GPS,一旦信號(hào)被干擾,很多設(shè)備就無(wú)法正常運(yùn)行。過(guò)去類(lèi)似情況已經(jīng)發(fā)生多次,代價(jià)不小。現(xiàn)在有了另一種不依賴(lài)無(wú)線(xiàn)電的方案,自然會(huì)迅速被接受,從技術(shù)驗(yàn)證到實(shí)際部署,推進(jìn)速度非常快,這本身就說(shuō)明需求有多迫切。
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過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間,全球?qū)Ш襟w系基本是單一結(jié)構(gòu),以GPS為核心,其他系統(tǒng)雖然存在,但整體格局并沒(méi)有被打破。而這種單一結(jié)構(gòu),本身就意味著風(fēng)險(xiǎn),如果一旦核心系統(tǒng)出問(wèn)題,影響范圍是全球性的。
現(xiàn)在這種情況正在發(fā)生改變,一方面中國(guó)的北斗系統(tǒng)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)鋪開(kāi),逐漸替代部分GPS應(yīng)用;另一方面光學(xué)導(dǎo)航提供了一條完全不同的技術(shù)路徑,這兩種體系疊加,帶來(lái)的不是簡(jiǎn)單的“替代”,而是“冗余”,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這其實(shí)是一種趨勢(shì)。
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誰(shuí)的系統(tǒng)更穩(wěn)定、在極端環(huán)境下更可靠,誰(shuí)就更有話(huà)語(yǔ)權(quán),美國(guó)依靠GPS建立了長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì),但這種優(yōu)勢(shì)建立在單一技術(shù)路徑上,一旦這個(gè)路徑被證明存在明顯弱點(diǎn),新的方案就會(huì)迅速獲得空間,而我們?cè)O(shè)計(jì)的光學(xué)導(dǎo)航,正好填補(bǔ)了這個(gè)空白。
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這并不意味著GPS會(huì)被取代,無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航依然有覆蓋廣、成熟度高的優(yōu)勢(shì),在絕大多數(shù)場(chǎng)景下仍然是主流。但可以確定的是單一體系的時(shí)代正在結(jié)束,未來(lái)的導(dǎo)航,更可能是多種技術(shù)并存。
無(wú)線(xiàn)電負(fù)責(zé)大范圍覆蓋,光學(xué)負(fù)責(zé)高精度和抗干擾,兩者相互補(bǔ)充,再疊加慣性導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航等技術(shù),形成一個(gè)更復(fù)雜但也更穩(wěn)健的體系,這對(duì)普通人來(lái)說(shuō),可能感受不明顯,但對(duì)很多行業(yè)來(lái)說(shuō),影響正在逐步顯現(xiàn)。
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自動(dòng)駕駛需要在隧道、地下車(chē)庫(kù)等環(huán)境持續(xù)定位,傳統(tǒng)信號(hào)容易中斷;低空經(jīng)濟(jì)中的無(wú)人機(jī),需要在復(fù)雜電磁環(huán)境下穩(wěn)定飛行;應(yīng)急救援、海上作業(yè)等場(chǎng)景,對(duì)導(dǎo)航可靠性要求極高。這些領(lǐng)域,對(duì)“抗干擾”和“連續(xù)性”的需求,遠(yuǎn)高于普通導(dǎo)航。
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也正因?yàn)槿绱耍鈱W(xué)導(dǎo)航不僅是一個(gè)技術(shù)突破,更是一種能力補(bǔ)位,所以此次預(yù)警機(jī)被擊中,看似是一次單一事件,但它揭示了一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題;而新技術(shù)的出現(xiàn),并不是偶然,而是對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回應(yīng)。
導(dǎo)航這種看不見(jiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施,正在從“單一依賴(lài)”,走向“多路徑并行”。
而在這種變化中,誰(shuí)能提供更穩(wěn)定的方案,誰(shuí)就能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中,占據(jù)更有利的位置。
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