近日，教育部公布了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。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)。
在此項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)深耕20載，一舉破解在“衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電拒止環(huán)境”下（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)?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)精密儀器系（以下簡(jiǎn)稱(chēng)精儀系）教授邢飛的這番話(huà)，精準(zhǔn)概括了這項(xiàng)獲獎(jiǎng)成果的靈感來(lái)源。
當(dāng)前，GPS、北斗等無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)已成為現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，但衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電信號(hào)雖然傳播能力強(qiáng)，卻難以抵擋惡意干擾。
“傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)存在難以突破的短板，即便是基于恒星的天文導(dǎo)航，也面臨信源微弱、鏈路不穩(wěn)等局限，‘導(dǎo)航危機(jī)’在現(xiàn)代社會(huì)始終存在?！毙巷w說(shuō)。
光學(xué)導(dǎo)航正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。
邢飛介紹，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)，其工作原理是在衛(wèi)星上搭載大功率、寬覆蓋的光學(xué)信標(biāo)源，并向空間發(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)?！毙巷w說(shuō)，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。
據(jù)悉，該項(xiàng)目已構(gòu)建起了由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)略提供了核心技術(shù)支撐。依托項(xiàng)目的核心技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了航天產(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。
編輯：李華山
