清华大学智能微系统与纳卫星团队经过长期技术攻关，成功研发出全球首创的光学导航定位技术与系统，近日荣获2025年度教育部科学技术奖工程技术类最高奖项。这项突破性成果不仅填补了卫星无线电拒止环境下的定位技术空白，更通过原理创新构建起新型导航架构，成为我国北斗卫星导航系统的重要技术补充。
传统无线电导航系统依赖电磁波传输信号，在复杂电磁环境或军事对抗场景中易受干扰欺骗。研究团队独辟蹊径，将光学信标源搭载于纳卫星平台，通过发射携带精密编码的光信号实现地面定位。地面接收设备捕获光信号后，结合卫星轨道数据完成厘米级定位，成功破解了传统天文导航精度不足的难题。该系统在原理层面规避了电磁干扰风险，实现定位定姿一体化功能，无需额外校准设备方向。
技术攻关过程中，研究团队实现多项关键突破。光学敏感器重量从十公斤级压缩至百克级，为纳卫星搭载创造条件。2024年，由4颗光学导航纳卫星组成的初代星座完成部署，与既有的7颗卫星共同构成验证网络。实验数据显示，该系统在飞机、舰船等动态载体上的定位精度达到国际领先水平，相关产品已进入近20个国家的市场应用。
相较于传统导航方式，光学导航展现出独特优势。光波直线传播特性使其具备天然抗干扰能力，在电磁屏蔽环境中仍能保持稳定工作。系统集成化设计省去了方向校准环节，特别适用于自动驾驶、无人机等需要快速响应的移动平台。在深空探测领域，该技术可脱离地面基站支持实现自主导航，目前已应用于我国月球探测工程任务。
这项创新成果正在催生新的应用生态。在低空经济领域，光学导航为无人机提供抗干扰定位解决方案，有效解决城市峡谷等场景的信号遮挡问题。海洋探测方面，搭载光学导航设备的无人船艇可实现跨洋自主航行。随着技术迭代，光学导航与量子通信、人工智能的融合应用正在开启新的可能性。