上海天文臺在天文導航技術上取得重大突破
文章來源：上海天文臺 | 發布時間：2024-10-25 | 【打印】 【關閉】
隨著全球導航衛星系統（GNSS）的發展完善，衛星導航成為獲取平臺定位和授時信息的最主要手段，該手段能夠為平臺提供高精度的定位授時信息。當前GNSS的干擾技術呈現大功率、密集化、欺騙化的發展特點，完全依賴GNSS難以保障導航的持續有效性，因此研究GNSS拒止條件（被干擾、破壞、欺騙和摧毀）下的高精度導航非常有必要。
傳統天文導航通過觀測無窮遠的恒星獲得慣性姿態信息，在具備時間基準條件下，利用慣性導航系統（慣導）提供動態水平參考實現定位與定向。由于恒星無距離信息，無法通過觀測恒星修正慣導的水平基準誤差，目前國內普遍僅能達到約300米的導航精度，無法滿足高精度的應用需求。
上海天文臺光學天文技術研究室團隊將天文導航的觀測對象從恒星擴展為包括恒星和具有精密星歷的衛星（如GNSS衛星、SLR衛星），通過觀測具有高精度三維距離信息的衛星和遙遠的恒星，利用基本天體測量技術實現定位和定向。團隊獨立開發了該導航方案的算法，使用一臺口徑85 mm 的小型光學望遠鏡，開展了為期半年的試驗驗證。試驗結果表明，在1分鐘內獲得的站點位置，與采用RTK（Real Time Kinematic）技術解算的位置結果（厘米級精度）相比，精度優于50米，精度水平與美國霍尼韋爾相當（約30米），后續團隊將在船上做進一步試驗驗證，提高系統的可靠性。
圖1 GNSS衛星的觀測圖像（紅色框內為衛星，藍色為恒星）
圖2 2024年9月13日和10月9日的計算結果均表明，通過觀測中高軌GNSS衛星站點的定位精度均優于50米
這種完全不依賴GNSS的導航技術可以為我國重要平臺提供導航服務，也可以結合慣導等其它手段對飛機、艦船、甚至是航天器進行GNSS拒止條件下的自主導航，具有很大的應用前景。
科學聯系人：陳國平 cgp@shao.ac.cn
毛銀盾 dundun@shao.ac.cn
