量子导航传感器通过军事测试,实现完全脱离GPS卫星定位

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量子导航传感器通过军事测试,实现完全脱离GPS卫星定位

美部创新计划局(DIU)、澳大利亚量子计算公司Q-CTRL及瑞典萨博集团成功完成三项独立测试,证实量子传感器可在不依赖GPS卫星信号的情况下提供高精度导航,为应对日益严峻的电子战威胁提供了新的技术路径。

在五角大楼MagNav项目的飞行测试中,搭载该系统的Embraer 170飞机从西雅图普吉特湾飞往阿拉斯加南部并返航。在连续4小时23分钟未使用卫星支持的情况下,系统定位精度较传统备用导航方法提升了89%。

在珊瑚海区域,Q-CTRL对其重力量子测量装置进行了实地测试。数据显示,该装置全程将定位误差控制在1海里以内,性能比传统备用惯性导航系统高出10倍以上,证明了在无外部数据链支持下开展主动防御行动的可行性。

萨博防务集团联合Aquark Technologies与英国海军,则成功测试了完全独立于卫星数据的雷达同步能力。部署在多处的Giraffe 1X雷达群依靠量子同步源维持了连贯的空域监视画面。当工程师主动模拟干扰时,雷达网络迅速恢复了同步状态。

上述测试正值全球GPS信号受电子战干扰的风险持续攀升之际。2026年第一季度,全球共记录约97.8万次干扰事件,主要集中在中东地区。常见手段包括在L1频段(1575.42 MHz)发射大功率信号、过载接收机或发送伪造信号扭曲定位与时间计算。此外,太阳风暴扰动电离层、高楼与山地反射信号等因素也会加剧定位偏差。

GPS干扰已直接波及航空与航海安全。2026年5月,运送英国大臣约翰·希利从爱沙尼亚返英的航班全程遭遇GPS干扰,导致驾驶舱控制面板瘫痪。2025年,欧盟委员会冯德莱恩乘坐的飞机在保加利亚降落时丢失定位信号。国际航协(IATA)报告指出,2025年GPS干扰事件预计较2023年增长193%,每日影响700至1350架商业航班。2026年初,波斯湾及霍尔木兹海峡的大范围干扰致使超1000艘船舶显示错误位置,其中部分在24小时内误入伊朗领海。中国南京曾发生持续6小时的信号中断,导致网约车、配送及无人机服务全面停滞。

量子定位系统基于测量地球局部重力异常的原理运行。地下金属矿藏、地质断层与板块运动导致各地重力值存在微小差异,形成类似地形指纹的唯一标识。通过超冷原子干涉技术,量子传感器能以十亿分之一秒的精度测量重力加速度,并持续与预载的重力密度地图比对以确定坐标。由于仅响应自然重力场且不发射无线电信号,该技术对干扰波完全免疫。

与传统惯性导航系统(INS)依赖机械陀螺仪并随时间累积漂移误差不同,量子导航以地球为固定参考点,有效避免误差漂移。当前主要技术瓶颈在于如何分离真实重力与车辆振动或转弯产生的机械加速度。研究人员正通过将量子传感器与高灵敏度加速度计结合,并引入人工智能过滤环境噪声来攻克这一难题。

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