星光導航：中國高超音速武器的新「眼睛」

高超音速下的挑戰：星光為何會「彎曲」？

當飛行器以5馬赫或更快的速度飛行時，其周圍會產生密集的衝擊波和熱邊界層。這些空氣動力學效應會折射入射的星光，讓傳統星敏感器無法正確處理。同時，這層邊界層還會產生強烈的熱輻射，足以淹沒來自恆星的微弱訊號。過去嘗試為高超音速飛行器開發星基導航的失敗，正是因為無法即時補償這種扭曲。

解決方案：預測星光彎曲，即時修正

廣東團隊開發的方法能預測並補償這種折射，使感測器能持續鎖定恆星模式。他們建置了以下關鍵組件：

• 一款原型星敏感器，採用抗輻射元件
• 輻射資料庫與模擬軟體，用於建模極端條件下的星光彎曲
• 星圖識別演算法，專為高速扭曲環境最佳化

在強干擾環境下，系統的星圖辨識率仍超過80%；在無干擾環境下，星點識別率更達到99%以上。

天文導航的原理

天文導航以恆星作為固定的參考點，來確定飛行器的位置和姿態。透過追蹤恆星自然且可預測的運動，感測器無需任何外部訊號即可計算出飛行器的位置。這套系統完全被動，不需要衛星、地面站或任何無線電發射。

與傳統導航系統的對比

為何此事至關重要

GPS和北斗衛星訊號容易被電子戰手段干擾。這些訊號微弱，易被干擾甚至偽造。高超音速武器以超過5馬赫的速度飛行，飛抵目標的時間極短，因此精準的導航至關重要。純慣性導航系統（INS）會隨時間漂移，而在高超音速下，這種漂移會轉化為顯著的目標定位誤差。

星光導航系統在自主性和抗干擾能力上與INS相當，但增加了利用天體觀測修正慣性漂移的能力。這使得飛行器在完全不需要衛星訊號的情況下，也能實現長程精準導航。其代價是依賴光學條件，以及必須準確預測5馬赫以上大氣折射的能力——而這正是本研究團隊宣稱已解決的核心技術障礙。