教育部近日公布2025年科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)（自然科學(xué)和工程技術(shù)）的獲獎(jiǎng)名單，其中清華大學(xué)智能微系統(tǒng)與納衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)的全球性光學(xué)導(dǎo)航定位技術(shù)與系統(tǒng)獲評(píng)工程技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。3月24日，北京青年報(bào)記者從清華大學(xué)了解到，清華團(tuán)隊(duì)深耕二十載，一舉破解了在“衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電拒止環(huán)境”下（即通過(guò)技術(shù)手段在特定區(qū)域內(nèi)使衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)失效）“衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電無(wú)法定位”“天文光學(xué)定位精度差”兩大行業(yè)瓶頸。
“古代水手依賴(lài)燈塔導(dǎo)航，而我們做的是把‘燈塔’搬到太空，讓發(fā)光衛(wèi)星代替‘燈塔’成為可靠的光信號(hào)，為萬(wàn)物指引航向?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、清華精密儀器系教授邢飛這樣概括這項(xiàng)成果的靈感來(lái)源。這套以光學(xué)信號(hào)為載體、以測(cè)角定位為核心的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，是在衛(wèi)星上搭載大功率、寬覆蓋的光學(xué)信標(biāo)源，向空間發(fā)射攜帶導(dǎo)航編碼信息的光信號(hào)。當(dāng)?shù)孛娼邮諜C(jī)捕獲信號(hào)后，結(jié)合衛(wèi)星精密軌道，通過(guò)極坐標(biāo)原理即可完成自身定位，團(tuán)隊(duì)以此構(gòu)建起了光學(xué)式“信源基準(zhǔn)－傳遞鏈路－測(cè)量?jī)x器”的全新導(dǎo)航架構(gòu)。
光波的波長(zhǎng)極短，只能直線(xiàn)傳播，干擾信號(hào)無(wú)法通過(guò)繞射進(jìn)入到接收機(jī)的視場(chǎng)范圍內(nèi)。因此光學(xué)導(dǎo)航不僅擁有抗干擾的天然優(yōu)勢(shì)，更通過(guò)可控的太空光學(xué)信標(biāo)，彌補(bǔ)了天文光學(xué)導(dǎo)航的信源缺陷，從原理方法到應(yīng)用模式完成了全方位革新。
團(tuán)隊(duì)的攻堅(jiān)之旅早在20年前便已啟程，20年間完成了三次關(guān)鍵跨越：從十公斤到百克的光學(xué)敏感器微型化，解決了“能不能使用”的問(wèn)題；從單一衛(wèi)星技術(shù)到衛(wèi)星、載荷、飛機(jī)多載體應(yīng)用，解決了“能不能復(fù)用”的問(wèn)題；從只有姿態(tài)測(cè)量到定姿定位導(dǎo)航一體化，解決了“能不能通用”的問(wèn)題。這項(xiàng)技術(shù)首創(chuàng)全球光學(xué)導(dǎo)航定位新方法，不僅要為車(chē)輛、飛機(jī)、艦船找到物理坐標(biāo)，更要為中國(guó)導(dǎo)航技術(shù)找到在全球的領(lǐng)先坐標(biāo)，為國(guó)家空間安全找到自主可控的坐標(biāo)，從多個(gè)維度定義著全球?qū)Ш降男赂叨取?/p>
該項(xiàng)目目前已構(gòu)建起由11顆衛(wèi)星組成的光學(xué)導(dǎo)航星座。它作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，為我國(guó)全球?qū)Ш?、遙感定位、深空探測(cè)等重大戰(zhàn)略提供核心技術(shù)支撐。依托項(xiàng)目的核心技術(shù)，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)際化相關(guān)產(chǎn)品，已銷(xiāo)往美、英、法等近20個(gè)國(guó)家，在航天與導(dǎo)航領(lǐng)域打造出中國(guó)品牌，形成了廣泛的國(guó)際影響力。
未來(lái)在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃與現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合，構(gòu)建光學(xué)導(dǎo)航增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，解決無(wú)人機(jī)、自動(dòng)駕駛車(chē)輛在隧道、復(fù)雜路況下的導(dǎo)航盲區(qū)問(wèn)題。在深空探測(cè)領(lǐng)域，光學(xué)導(dǎo)航更能發(fā)揮不可替代的作用，目前團(tuán)隊(duì)的技術(shù)已參與到月球科學(xué)多個(gè)國(guó)家重大計(jì)劃中，未來(lái)還將應(yīng)用于更遠(yuǎn)距離的深空探測(cè)任務(wù)。
編輯：李華山
