全球首创！清华团队研发光学导航定位技术，为北斗装上“太空灯塔”

来源：科技日报 | 记者 华凌

近日，一则来自清华大学的科技捷报引发关注。历经二十年潜心攻关，清华大学智能微系统与纳卫星团队成功研发出一项全球性的光学导航定位技术与系统，并因此斩获2025年度教育部科学研究优秀成果奖工程技术奖特等奖。这项被证实为国际首创的技术，已成为我国北斗导航系统的关键补充，显著提升了国家导航体系的安全性与可靠性。目前，相关技术产品已走出国门，出口至近二十个国家。

碘伏传统：从“无线电”到“光信号”的导航革命

这项技术的核心，在于彻底碘伏了传统的导航模式。团队将“太空灯塔”这一前瞻理念成功付诸实践。具体如何实现？科研人员在卫星上搭载了大功率的光学信标源，使其能够向地面发射携带特定导航编码的光信号。地面接收机捕获这些“光之密码”后，再结合卫星的精密轨道数据，即可完成精准定位。这一全新架构，成功破解了卫星无线电信号被拒止环境下无法定位、而传统天文导航又精度不足的行业经典难题，堪称导航技术原理与应用模式的一次全方位革新。

原理优势：抗干扰与定姿定位一体化

那么，与人们熟知的GPS、北斗等传统无线电导航相比，光学导航究竟强在哪里？关键在于其天然的物理特性优势。传统无线电导航依赖电磁波信号，容易受到干扰、屏蔽甚至欺骗，在复杂电磁环境中存在瘫痪风险，且通常无法直接测定载体姿态（方向）。

光学导航则另辟蹊径，它依托光波近乎绝对的直线传播特性。从原理上就杜绝了电磁干扰，抗风险能力极强。更妙的是，它能同时实现定姿（确定方向）和定位，无需额外设备进行方向校准，一举弥补了传统导航系统的先天短板。

从零到一：微型化突破与星座验证

任何碘伏性技术的诞生，都离不开从零起步的艰难攀登。团队攻克了包括高功率信标、高灵敏度探测、微弱光信号处理在内的多项核心技术，实现了光学敏感器从“十公斤级”到“百克级”的跨越式微型化突破。2024年，团队成功发射了4颗专门用于光学导航的纳卫星，与在轨的其他卫星共同构建起一个由11颗卫星组成的初代验证星座。基于此星座，团队已成功完成了对飞机、舰船等多种载体的全球光学导航验证，证明了该技术的可行性与可靠性。

未来已来：赋能低空经济与深空探测

展望未来，这项技术的应用前景极为广阔。在蓬勃发展的低空经济领域，它可以有效解决无人机、自动驾驶车辆在城市峡谷、地下空间等场景的导航盲区问题，为安全飞行保驾护航。而在深邃的太空，它的价值更加凸显——无需依赖地面基站，即可为深空探测器实现自主精准导航。据悉，该技术已应用于我国的月球探测等重大计划，将成为未来深空探索的“眼睛”。

（清华大学供图）