从GPS到重力与量子原子:航空业探索无卫星导航技术
行业影响随着航空监管机构和军方应对日益严重的卫星信号干扰与欺骗风险,这一转变预示着航空业正结构性地转向分层的、不依赖 GNSS 的导航体系架构。
航空业对全球导航卫星系统(GNSS)日益增长的依赖,促使业界研究不依赖卫星信号的替代导航方法,这一趋势是由 GNSS 信号易受干扰和欺骗的脆弱性所驱动的。2026 年,欧盟航空安全局(EASA)与欧洲空中导航安全组织(EUROCONTROL)推出了一项应对 GNSS 干扰的欧洲行动计划,EASA 也更新了其安全信息公告,提出了新的运行和培训建议,同时维持了一份受影响飞行情报区的清单。Finnair 已调整飞行员培训和操作程序,以应对波罗的海地区经常遇到的 GPS 干扰。

2026 年出现了一个具体的示范案例:美国国防创新部门(Defense Innovation Unit)与 Honeywell 在一架 Embraer 170 上安装了一套实验性磁导航系统,该飞机从普吉特海湾地区飞往阿拉斯加南部再返航,在太平洋上空飞行了 4 小时 23 分钟,全程未使用 GPS。该系统通过将地球磁场的变化与存储的磁场地图进行比对来定位,国防创新部门表示,与传统备用方法相比,该方案将定位精度提升了 89%。
重力测绘提供了另一种不依赖 GPS 的方法,它使用高灵敏度重力仪将测得的重力值与存储的地图进行比对,由于重力信号无法被干扰,且可在夜间及各种天气条件下工作。量子传感技术是推动重力导航和惯性导航发展的核心:2024 年,由英国牵头、Infleqtion、BAE Systems 和 QinetiQ 参与的团队在 QinetiQ 改装的、注册号为 G-ETPL 的 Avro RJ100 验证机上试飞了量子导航技术,包括光学原子钟和超冷原子系统,英国政府表示计划在 2030 年前在飞机上部署量子导航系统。
2026 年,欧洲启动了一项针对惯性导航用量子传感器的"重大挑战"计划,目标是应对 GNSS 拒止和对抗性环境;与此同时,欧洲航天局(ESA)的 PASQUALE 计划也在开发一种混合架构,将传统导航与冷原子量子加速度计相结合。DARPA 的 ROCkN 计划已开发出便携式光学原子钟,可在无 GPS 情况下实现精确授时,2026 年 DARPA 又启动了一项后续项目,以推动其量产化。专家认为,未来可能的结果是一种分层架构,融合磁导航、地形与图像匹配、量子惯性传感器、精密时钟以及残余的 GNSS 能力。

















































