上海天文台在天文导航技术上取得重大突破

随着全球导航卫星系统（GNSS）的发展完善，卫星导航成为获取平台定位和授时信息的最主要手段，该手段能够为平台提供高精度的定位授时信息。当前GNSS的干扰技术呈现大功率、密集化、欺骗化的发展特点，完全依赖GNSS难以保障导航的持续有效性，因此研究GNSS拒止条件（被干扰、破坏、欺骗和摧毁）下的高精度导航非常有必要。

传统天文导航通过观测无穷远的恒星获得惯性姿态信息，在具备时间基准条件下，利用惯性导航系统（惯导）提供动态水平参考实现定位与定向。由于恒星无距离信息，无法通过观测恒星修正惯导的水平基准误差，目前国内普遍仅能达到约300米的导航精度，无法满足高精度的应用需求。

上海天文台光学天文技术研究室团队将天文导航的观测对象从恒星扩展为包括恒星和具有精密星历的卫星（如GNSS卫星、SLR卫星），通过观测具有高精度三维距离信息的卫星和遥远的恒星，利用基本天体测量技术实现定位和定向。团队独立开发了该导航方案的算法，使用一台口径85 mm 的小型光学望远镜，开展了为期半年的试验验证。试验结果表明，在1分钟内获得的站点位置，与采用RTK（Real Time Kinematic）技术解算的位置结果（厘米级精度）相比，精度优于50米，精度水平与美国霍尼韦尔相当（约30米），后续团队将在船上做进一步试验验证，提高系统的可靠性。

这种完全不依赖GNSS的导航技术可以为我国重要平台提供导航服务，也可以结合惯导等其它手段对飞机、舰船、甚至是航天器进行GNSS拒止条件下的自主导航，具有很大的应用前景。

图1 GNSS卫星的观测图像（红色框内为卫星，蓝色为恒星）

图2 2024年9月13日和10月9日的计算结果均表明，通过观测中高轨GNSS卫星站点的定位精度均优于50米