Q-CTRL 珊瑚海實測量子導航：冇 GPS 都可以靠地球重力定位

Q-CTRL 表示，旗下 Ironstone Opal 已完成全球首次開放水域、無 GPS 量子重力導航實地示範。測試在澳洲東岸外海的珊瑚海進行，系統先自行繪製當地重力變化圖，之後將即時測量結果與地圖比對，在沒有衛星訊號的情況下估算船隻位置；公司報稱任務期間定位準確度維持在一海里之內。3

這是一項具代表性的現場驗證，顯示量子感測有機會成為不依賴 GPS 的定位、導航及授時（PNT）後備方案。不過，今次公布並不代表系統在每一艘船、每一條航線或所有海況都能有同樣表現；目前關鍵數字主要由 Q-CTRL 自行公布，尚未見到可供獨立重現的完整測試報告。

珊瑚海測試到底做到甚麼？

測試在一艘長 29 米的水面船上進行。Q-CTRL 將它形容為全球首次海上開放水域 GPS-free 量子重力導航現場示範，過程包括兩個互相連接的步驟：先自主建立重力地圖，再將船上即時量到的重力訊號與地圖匹配，從而在沒有 GPS 下估算船位。3 4

Q-CTRL 報稱，系統在整個任務期間維持一海里定位準確度，表現比航海級 GNSS 後備系統高出十倍以上。3 34 另有報道指測試航跡長 83 公里，但現時公開公布未有提供足夠細節，讓外界獨立重建航線或核實計算方法。27

至於實際任務歷時、航線形狀、海況、感測器安裝位置及安裝程序，主要公告都沒有完整交代。這些資料相當重要，因為導航系統的表現會受多項因素影響，包括當地重力地圖是否足夠準確、沿途重力特徵是否夠獨特，以及船隻搖擺和環境噪音有多大。

無 GPS 量子重力導航點樣運作？

地球重力場並非處處一樣。地底岩層、密度和地質結構不同，會令各地的重力加速度出現非常細微、但具有地域特色的差異。量子重力儀就是用來偵測這些微小變化；導航軟件再將量到的模式，與預先儲存或即時建立的地球物理地圖比較，推算載具身處的位置。1 3 7

簡單講，這個概念有點似「地形相對導航」：飛機或船隻不是靠肉眼將山脈、海岸線對上地圖，而是將一組看不見的重力指紋對上地圖。系統不需要接收衛星定位訊號，也不需要向外發射導航信標，而是直接量度周遭的物理環境，再配合機上的導航資料作定位。

當中的「量子」主要是超高靈敏度感測器的一部分；真正可以在船上運作的完整系統，還包括量子感測器、慣性測量、地球物理地圖匹配，以及 Q-CTRL 用來去除噪音、穩定讀數和令硬件適應真實環境的軟件技術。1 3

同傳統慣性導航系統有咩分別？

傳統慣性導航系統（INS）主要靠加速度計和陀螺儀估算移動。由一個已知位置出發後，系統持續積分加速度和旋轉數據。這種方法反應快、毋須依賴外部訊號，但感測器即使只有很輕微的偏差，亦會在長時間 GPS／GNSS 中斷時逐步累積成位置誤差，亦即所謂漂移（drift）。

地圖匹配提供的是另一類資訊。重力測量可以不時提供地理位置約束，讓導航系統修正或限制漂移，而不是任由誤差一路累積。因此，量子重力導航較適合理解為慣性導航的互補定位來源，而不是一個可以在所有情況取代慣性感測器的萬能方案。

Q-CTRL 早期的航空測試採用的是地磁而非重力地圖匹配。一份有關測試的技術稿件指出，在所測試的飛行情況下，系統相對 INS 至少有 11 倍優勢。17 珊瑚海示範就將同一類思路延伸至重力感測和海上環境，但不能因此直接將航空和海上結果視為完全等同。

這種方法仍然有實際限制：需要覆蓋範圍足夠的重力地圖、沿途有足夠鮮明的重力異常，亦要有能夠將船身運動和其他環境噪音分開的訊號處理能力。珊瑚海測試證明方法可以在開放水域接受驗證，但未能證明它在所有海域、航線和操作條件下都能維持相同準確度。

點解較難受到 GPS 干擾和欺騙？

GPS 干擾通常是以強力無線電訊號蓋過或破壞衛星導航訊號；GPS 欺騙則是向接收器傳送偽造定位資料，誘使系統相信錯誤位置。

Ironstone Opal 的地圖匹配方式避開了這條攻擊路徑：它不依賴 GPS 傳輸來計算位置，而在被動模式下亦不會發出導航訊號，讓對手無法用傳統方法找到一個 GPS 訊號去壓制或竄改。1 7 43

Q-CTRL 表示，系統的 AI 輔助軟件會穩定量子感測器，並過濾船隻運作時產生的噪音，目標是令感測器由實驗室走到會移動、會震動的真實平台上仍然可以工作。1 3

不過，「無法干擾」和「無法欺騙」應該作較窄的理解：它們主要是指傳統 GPS 無線電層面沒有一個可被干擾或偽造的訊號，並不代表整套導航系統對所有攻擊都免疫。地圖遭篡改、軟件漏洞、感測器損壞，或者遇上異常環境，都可能構成其他風險，而 Q-CTRL 今次公開資料未有量化這些威脅情境。

這次海上進展，點樣接上 Q-CTRL 之前的工作？

珊瑚海測試接續 Q-CTRL 在 2025 年進行的航空地磁導航（MagNav）示範。當時 Ironstone Opal 將地磁場變化作為定位參考，並在所測試的飛行情況下，報稱比傳統 INS 有至少 11 倍優勢。17

到 2026 年 7 月，Q-CTRL 再公布 Ironstone Opal 完成 RTCA DO-160 環境資格測試，並在飛行示範中報告達到 RNP 0.3 表現。DO-160 是針對機載設備環境承受能力的測試里程碑，並不等同於完成整架飛機認證，亦不等同於取得商業營運批准。6 20

按目前公布的時間線，Q-CTRL 的發展路線是由飛機及地面上的地磁地圖匹配，逐步走向航空環境資格測試，再將感測方式擴展到開放水域的重力導航。今次示範是擴大感測模式和使用平台環境，而不是取代之前的 MagNav 工作。

對國防和商業應用有咩意義？

最直接的戰略用途，是為飛機、船隻、自主車輛和軍事平台提供有保障的定位、導航及授時（PNT），尤其是在衛星導航被干擾、失效或不再可信的情況下。

Q-CTRL 在國防方面的工作包括美國國防高級研究計劃局（DARPA）於 2025 年公布的 Robust Quantum Sensors 計劃。Q-CTRL 表示，兩份相關合約總值為 3,800 萬澳元，即 2,440 萬美元。15

公司亦公布過多項系統整合合作，包括與 Airbus 評估 Ironstone Opal 在 GPS 受干擾期間的飛機操作能力、與 ANELLO Photonics 研究更具韌性的無人機導航，以及與 Advanced Navigation 發展混合式系統，將傳統慣性導航的速度與量子加速計的穩定性結合。9 8 38

這項技術受到關注，與 GNSS 干擾日益成為實際操作問題有關。一份次級報道引用估算稱，2026 年第一季全球約錄得 978,000 宗 GPS 干擾事件，主要集中在中東，並影響超過 1,100 艘船。由於這個數字並非來自 Q-CTRL 今次主要公告，應該審慎看待；但在衛星訊號不可靠時，尋找不依賴衛星的導航方法，正是這類技術的核心需求。29

總結：重要突破，但未到「GPS 終結」

Q-CTRL 的珊瑚海示範之所以重要，在於它將量子重力導航由實驗室概念帶到開放水域進行實地測試。公司報稱，Ironstone Opal 在一艘 29 米船上自主繪製並追蹤當地重力特徵，在沒有 GPS 下維持一海里定位準確度。3

較穩妥的結論是：今次測試為被動量子感測配合地球物理地圖匹配，能夠在 GNSS 被拒止時支援海上導航，提供了由公司公布的現場證據。但要判斷結果能否廣泛套用，仍需要更多獨立資料，包括完整航線、任務時長、海況、感測器安裝方式、重複測試結果，以及不同海域的表現。