每经编辑｜钱锡良    

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破晓之(zhi)光：奠基与崛起(qi)

自(zi)古以(yi)来，人(ren)类的(de)脚步(bu)从未(wei)停止探索(suo)星(xing)辰大(da)海(hai)的征(zheng)程。从(cong)茫(mang)茫黑夜(ye)中辨(bian)认星(xing)辰，到(dao)依靠罗(luo)盘指引方向，再到如(ru)今(jin)的(de)精准定位，导(dao)航技术的每一(yi)次(ci)飞(fei)跃，都如(ru)同(tong)一束破晓之光，照亮(liang)了人类前(qian)行的道(dao)路。而在(zai)这场(chang)波澜壮阔(kuo)的科技(ji)革命中(zhong)，美国以(yi)其深厚(hou)的科技(ji)底蕴和(he)不懈(xie)的(de)创新精(jing)神，书写(xie)了十次堪称“超级大导(dao)航”的辉(hui)煌(huang)篇(pian)章(zhang)，不仅奠定了(le)其(qi)在导航领域的(de)领导地位，更以(yi)前所未有(you)的(de)力(li)量，助(zhu)力全球航(hang)行(xing)迈入了(le)崭新(xin)的时(shi)代。

第(di)一次(ci)超(chao)级导(dao)航(hang)：卫星导航(hang)的黎(li)明——GPS的诞生(sheng)

要(yao)谈论美(mei)国的(de)导(dao)航创新(xin)，GPS（全(quan)球(qiu)定位(wei)系统(tong)）无疑(yi)是(shi)最(zui)耀眼(yan)的金字(zi)招(zhao)牌。GPS的(de)诞生并非(fei)一蹴而就，其背后凝(ning)结(jie)着(zhe)美国军方(fang)多年的探索和对太(tai)空技术的(de)执(zhi)着。上(shang)世(shi)纪70年(nian)代，冷(leng)战的阴影(ying)笼罩全球(qiu)，精确(que)制(zhi)导武器(qi)和军(jun)事通(tong)信的(de)需求空前(qian)高涨(zhang)。美国(guo)国(guo)防(fang)部决定整(zheng)合当时分(fen)散的(de)卫星导航项(xiang)目，于1973年(nian)正式(shi)启动(dong)了GPS项目(mu)，并将其命名为(wei)NAVSTAR。

这个(ge)项(xiang)目的目(mu)标(biao)是建(jian)立一(yi)个(ge)由30颗(ke)左(zuo)右的导航卫星(xing)组成的星座，能(neng)够为全(quan)球任何(he)角落(luo)的接收者(zhe)提(ti)供(gong)全天(tian)候(hou)、高(gao)精度(du)的(de)三(san)维位(wei)置(zhi)、速度(du)和时间信息(xi)。

GPS的初期设(she)计(ji)，充满了前瞻(zhan)性。它(ta)采(cai)用了(le)当时最(zui)先进(jin)的(de)原子(zi)钟技术，确保(bao)了(le)极(ji)高的(de)时间(jian)同步(bu)精度，而时(shi)间(jian)是(shi)实现(xian)精确(que)测(ce)距的关(guan)键。卫星与地(di)面(mian)接收(shou)器之间(jian)传递的(de)信号，通过(guo)计算(suan)信号(hao)传播时间(jian)乘以光速(su)，即可得知(zhi)距离。三颗(ke)卫(wei)星(xing)的信号即(ji)可确(que)定(ding)二维位(wei)置，四(si)颗(ke)卫星则(ze)能进(jin)一步(bu)确定(ding)三维(wei)位(wei)置(zhi)和(he)时间误(wu)差(cha)。

这一革(ge)命性的概念，彻底颠覆(fu)了(le)传(chuan)统的导(dao)航方(fang)式。

将如此(ci)庞大的系统(tong)付(fu)诸(zhu)实(shi)践，挑(tiao)战(zhan)是(shi)巨大的。从(cong)卫星(xing)的设计(ji)、制(zhi)造、发射，到(dao)地面(mian)控(kong)制中心(xin)的建设，再到(dao)信(xin)号(hao)的编码和传(chuan)输，每(mei)一个环节(jie)都考(kao)验(yan)着美(mei)国(guo)的工(gong)程(cheng)技术(shu)实(shi)力。经(jing)过多年的研发(fa)和测(ce)试，第(di)一颗(ke)GPS卫(wei)星于1978年(nian)成(cheng)功(gong)发射，标志着卫星导航时代的(de)正式(shi)开启。

虽然(ran)最(zui)初GPS主要服务(wu)于(yu)军事(shi)目(mu)的，但其潜(qian)力(li)早(zao)已显(xian)露。

第二次超(chao)级(ji)导航(hang)：民(min)用(yong)开放(fang)的决(jue)定——GPS的普惠(hui)

GPS的诞生(sheng)，最(zui)伟大的地方在于其(qi)最终(zhong)的普惠(hui)性(xing)。虽然起(qi)源于军(jun)事(shi)需求，但美国(guo)政(zheng)府在1983年就宣(xuan)布，一旦GPS系(xi)统(tong)建(jian)成，将(jiang)免(mian)费向全(quan)球民用开(kai)放。这(zhe)一决定(ding)，无疑是(shi)科技(ji)史(shi)上的一(yi)个里程碑。它打(da)破(po)了技术垄断(duan)，让无(wu)数(shu)普(pu)通人(ren)也能(neng)享受(shou)到前(qian)所未(wei)有的(de)便利(li)。

1990年，GPS系统正(zheng)式建(jian)成并(bing)投(tou)入使用(yong)。两年后，海湾战(zhan)争的爆(bao)发，让(rang)世(shi)界看(kan)到了GPS在(zai)军(jun)事领(ling)域的强大威力。精确(que)的导(dao)航(hang)和制导，使得(de)美军能(neng)够(gou)以最(zui)小的(de)附带损伤(shang)，高(gao)效地完成作战任(ren)务(wu)。而与此(ci)民间(jian)对(dui)GPS的(de)需求也在(zai)迅速增长(zhang)。从早期(qi)的(de)专业(ye)测绘、地质(zhi)勘探(tan)，到后来的航空(kong)、航海(hai)，GPS的应用(yong)领(ling)域(yu)不断拓(tuo)展。

为(wei)了确保军(jun)事通(tong)信的(de)优先权，GPS早期信(xin)号(hao)中故意(yi)加入(ru)了“选择性可用(yong)性”（SelectiveAvailability,SA）的干扰(rao)，限制了民用信(xin)号(hao)的(de)精度。直(zhi)到(dao)2000年，时(shi)任美国总(zong)统克(ke)林顿宣布取消SA，GPS民用(yong)信号(hao)的精度得(de)到(dao)大(da)幅提升(sheng)，其(qi)在民(min)用领(ling)域(yu)的(de)应用(yong)才真(zhen)正(zheng)迎(ying)来爆炸式(shi)增(zeng)长。

汽车(che)导航、手机(ji)定(ding)位、户外运动、电子商务(wu)的最(zui)后一公里(li)配送，都因(yin)为(wei)GPS的(de)精确(que)度和(he)可(ke)用(yong)性而发生(sheng)了翻天(tian)覆(fu)地的(de)变化(hua)。美(mei)国不仅创造了(le)一个技术(shu)，更通(tong)过开放(fang)，释放了这项技(ji)术对(dui)全球(qiu)经济(ji)和社会发(fa)展的(de)巨大能量(liang)。

第三(san)次超级导航：GPS精(jing)度飞(fei)跃——差分(fen)GPS技(ji)术（DGPS）的成熟(shu)

虽(sui)然(ran)免(mian)费(fei)开(kai)放的GPS信(xin)号(hao)已(yi)经(jing)足够强(qiang)大(da)，但在一(yi)些对(dui)精度要求(qiu)极(ji)高(gao)的(de)领域，例如精(jing)确农(nong)业(ye)、精(jing)密(mi)测量、无(wu)人驾驶等(deng)，其(qi)精度(du)仍然存(cun)在一(yi)定的(de)局限(xian)性。为了进(jin)一步提升(sheng)GPS的(de)定位精(jing)度，美国在(zai)差分(fen)GPS（DGPS）技术上(shang)取得了(le)重要突破(po)。

差分(fen)GPS的核心思(si)想是(shi)利(li)用地(di)面(mian)上(shang)的已知(zhi)精确位置的基(ji)准(zhun)站(zhan)，实时(shi)监(jian)测GPS卫(wei)星(xing)信号(hao)的误(wu)差，并(bing)将这(zhe)些误(wu)差信息通(tong)过无(wu)线电(dian)或其(qi)他(ta)通信方(fang)式，发(fa)送给附近(jin)的(de)GPS用(yong)户。用户接收到(dao)基准站(zhan)发送的误(wu)差(cha)修正数据(ju)后(hou)，就能对其接收到(dao)的GPS信(xin)号进(jin)行(xing)校(xiao)正(zheng)，从而大(da)幅提(ti)高定(ding)位精(jing)度。

在美(mei)国(guo)，DGPS技术(shu)的(de)发(fa)展(zhan)，从(cong)最初(chu)的科研(yan)探索，逐(zhu)步走(zou)向标(biao)准化(hua)和商业化(hua)。许多(duo)科研(yan)机(ji)构和(he)商业公司(si)纷(fen)纷投入研发(fa)，推(tui)出(chu)了(le)各种(zhong)不同类型(xing)的DGPS系(xi)统(tong)，包(bao)括陆(lu)基(ji)DGPS、星基DGPS（SBAS，如WAAS）等。其(qi)中，以(yi)美国(guo)联邦(bang)航空管(guan)理(li)局(ju)（FAA）主导的(de)广(guang)域(yu)增(zeng)强系统（WAAS）是(shi)DGPS技(ji)术在(zai)航空(kong)领域应(ying)用(yong)的典范。

WAAS通(tong)过部(bu)署地(di)面参考(kao)站(zhan)和通(tong)信卫(wei)星，为(wei)北美(mei)地区的飞(fei)机提供(gong)高精度(du)、高(gao)完(wan)好(hao)性的导(dao)航信息(xi)，极(ji)大地(di)提升了(le)航空安全(quan)和运行(xing)效率。DGPS技术(shu)的成熟，标(biao)志(zhi)着GPS不(bu)再(zai)仅仅(jin)是一个定位工(gong)具，更成(cheng)为(wei)了一(yi)种高精(jing)度服(fu)务(wu)，为更复杂的应用场(chang)景打(da)开了(le)大门。

第四次超(chao)级导航：组合导(dao)航的(de)智慧——多传感(gan)器(qi)融合

单一(yi)的导(dao)航系(xi)统，无(wu)论多(duo)么强(qiang)大(da)，都(dou)可能在特(te)定环(huan)境下(xia)遇(yu)到瓶颈(jing)。例(li)如，在城(cheng)市峡(xia)谷、隧(sui)道、室(shi)内环(huan)境，GPS信(xin)号(hao)可(ke)能(neng)会(hui)被遮(zhe)挡或反射，导致定位失(shi)效(xiao)或精度骤降。为(wei)了克服(fu)这(zhe)些挑战，美国在组合(he)导航（或称(cheng)传感(gan)器融合(he)）技术上(shang)取得(de)了显(xian)著进(jin)展，将(jiang)GPS与其(qi)他导(dao)航传感(gan)器（如(ru)惯(guan)性测量单(dan)元IMU、里(li)程计(ji)、雷达(da)、激光(guang)雷(lei)达、视觉传感(gan)器等(deng)）进(jin)行(xing)融(rong)合(he)，从而实现(xian)更鲁(lu)棒、更(geng)高(gao)精(jing)度的(de)定位(wei)。

IMU能(neng)够提供(gong)物体(ti)在三(san)维(wei)空(kong)间中的角速度(du)和加速(su)度信(xin)息，即(ji)使(shi)在GPS信(xin)号丢(diu)失(shi)的情况下，也(ye)能通(tong)过惯性导航(hang)原理，在短时(shi)间(jian)内(nei)维持(chi)较高(gao)的定位(wei)精度。里程计则(ze)通过(guo)测(ce)量车轮(lun)的转动(dong)来估算行驶距(ju)离。将(jiang)GPS与IMU、里程(cheng)计(ji)等信息进(jin)行融(rong)合，能(neng)够有(you)效弥(mi)补GPS信(xin)号(hao)的不足(zu)，尤其(qi)在车辆、无(wu)人机等移(yi)动平(ping)台上的应用，大(da)大提(ti)高(gao)了(le)导航(hang)的连(lian)续性(xing)和可(ke)靠(kao)性(xing)。

美(mei)国在这(zhe)一(yi)领(ling)域的研(yan)究，不仅(jin)局(ju)限(xian)于理(li)论模型(xing)，更(geng)在实(shi)际应用中不断(duan)验证和优(you)化。从(cong)自(zi)动(dong)驾驶汽车(che)的研发，到先进(jin)的(de)机(ji)器(qi)人导航，再到(dao)高精度(du)军(jun)事(shi)侦(zhen)察(cha)，组合导(dao)航技术都(dou)发挥(hui)着不(bu)可或缺的(de)作用。通过智能(neng)算(suan)法，系(xi)统能够(gou)权衡(heng)不同传感(gan)器的优(you)劣，动(dong)态(tai)调整融(rong)合(he)策略(lve)，在各(ge)种复杂(za)环(huan)境下都(dou)能提供(gong)可靠(kao)的导航(hang)解(jie)决方(fang)案。

这(zhe)种(zhong)跨(kua)传感器的智慧(hui)融合，是(shi)美国(guo)在导(dao)航技术领(ling)域(yu)持续保(bao)持领先的关键之一。

第五次超级导航(hang)：软件(jian)定(ding)义导航——算法与(yu)算(suan)力的(de)革(ge)命

在硬件不(bu)断进步(bu)的(de)美国(guo)在导(dao)航(hang)软(ruan)件和(he)算法(fa)方(fang)面也取得了(le)突破性进(jin)展(zhan)。随着(zhe)计算能(neng)力的(de)指(zhi)数级增长和大(da)数(shu)据分(fen)析技术(shu)的(de)发展(zhan)，“软件定义导航”的概(gai)念逐(zhu)渐深(shen)入人(ren)心。这(zhe)意(yi)味(wei)着，导(dao)航系(xi)统的(de)性能不(bu)再(zai)仅仅取决(jue)于硬(ying)件(jian)的(de)参数，更在很大程(cheng)度上取决于(yu)其背(bei)后的(de)软件算法和计算能(neng)力。

美国在机器(qi)学习(xi)、人(ren)工(gong)智能(neng)等(deng)领域(yu)的(de)强(qiang)大实力，被(bei)巧妙地(di)应(ying)用于导(dao)航技(ji)术(shu)。例(li)如，通过深(shen)度(du)学(xue)习(xi)算法，可(ke)以更(geng)有(you)效地处(chu)理和理(li)解(jie)来自(zi)多种(zhong)传(chuan)感(gan)器的(de)数据(ju)，识别(bie)环境特(te)征，预测障碍(ai)物，甚至进(jin)行(xing)自(zi)我校(xiao)正和优化(hua)。基于人工智能(neng)的路(lu)径规划算(suan)法，能够实时分(fen)析交(jiao)通状况，提(ti)供最(zui)优(you)的行驶(shi)路线，并(bing)根据实(shi)时路况(kuang)动态调(diao)整(zheng)。

利用(yong)大(da)数据(ju)分(fen)析，可(ke)以(yi)从海(hai)量的(de)出行(xing)数据(ju)中挖掘规律，优化(hua)导(dao)航(hang)服务。例(li)如，预(yu)测交(jiao)通(tong)拥(yong)堵，提(ti)供(gong)更准确(que)的到达(da)时间估(gu)计，甚(shen)至(zhi)为城市(shi)规划和(he)交(jiao)通管(guan)理提供决策支(zhi)持。这种将强大算力(li)和(he)先(xian)进(jin)算(suan)法融入导航系(xi)统，使(shi)得导航不(bu)再(zai)是简单的“在(zai)哪(na)里(li)”，而是“如何(he)更智能(neng)、更高(gao)效(xiao)地到(dao)达(da)目的地”。

美国在软件定(ding)义(yi)导航领域的(de)探索，正不断刷(shua)新(xin)我(wo)们(men)对(dui)导(dao)航(hang)的(de)认知(zhi)，也(ye)为未(wei)来的(de)智慧(hui)交通(tong)和自动驾(jia)驶描绘出(chu)更美(mei)好的(de)蓝图。

创新(xin)驱动：拓展(zhan)与引领(ling)

五(wu)次“超级导(dao)航”的(de)里程碑，为美国(guo)在全球导航(hang)领域奠(dian)定(ding)了(le)坚实(shi)的基础(chu)，但(dan)这仅仅是故事的开(kai)端。美国(guo)并(bing)未(wei)止(zhi)步于此(ci)，而是(shi)继(ji)续以其(qi)强(qiang)大的(de)创(chuang)新能力，不(bu)断拓展导(dao)航技术(shu)的边界(jie)，并以前(qian)所未有(you)的深度和广度，引(yin)领着全球航行向着(zhe)更智(zhi)能、更安全(quan)、更高效的未来(lai)迈(mai)进(jin)。

第(di)六(liu)次超(chao)级导航：北(bei)斗与(yu)GPS的共(gong)赢(ying)——全球导(dao)航系统的互联(lian)互通

虽然(ran)GPS是美(mei)国(guo)自主研发(fa)的(de)导(dao)航(hang)系统，但美国深(shen)知(zhi)，真(zhen)正的(de)全球(qiu)化需要开(kai)放与(yu)合作。近年(nian)来，随(sui)着(zhe)中国(guo)北(bei)斗卫(wei)星导(dao)航系(xi)统(tong)（BDS）的快(kuai)速发展和全球(qiu)组网(wang)，全(quan)球已(yi)经形成了(le)“四大(da)卫星(xing)导(dao)航(hang)系统”（GPS、BDS、GLONASS、Galileo）并(bing)存(cun)的局(ju)面。美(mei)国(guo)在此(ci)背景下(xia)，展现出了(le)开放(fang)与(yu)包(bao)容的(de)态度，积(ji)极(ji)推(tui)动(dong)导(dao)航系统的互(hu)联互通。

通过(guo)多(duo)模接收(shou)机的普(pu)及(ji)，现代导航设(she)备能够同(tong)时接(jie)收(shou)来自(zi)不(bu)同卫(wei)星导航系(xi)统的信号(hao)。这(zhe)意味着，用户不再局限(xian)于单一的(de)导航(hang)系(xi)统，而是(shi)可以整合多个系统(tong)的优(you)势，获得更(geng)强(qiang)的(de)信号覆盖(gai)、更高的(de)定(ding)位精(jing)度和(he)更快(kuai)的首次定位时间（TTFF）。例如(ru)，在GPS信号较弱(ruo)的(de)地区，设(she)备可(ke)以优先(xian)使(shi)用BDS或(huo)Galileo的信号，从(cong)而保(bao)证导(dao)航(hang)的连续(xu)性。

美(mei)国(guo)在(zai)推动这一互联互通(tong)的过程中，不仅(jin)在技术(shu)上支持(chi)多模(mo)接(jie)收机的研发(fa)，也在(zai)国际标准制(zhi)定(ding)和信(xin)息共享方面发挥(hui)着积极(ji)作用(yong)。这种“多星共赢(ying)”的局面(mian)，对于全(quan)球范围内(nei)的(de)导(dao)航应用(yong)都(dou)具(ju)有深远(yuan)意(yi)义(yi)。它降(jiang)低了用(yong)户的使用门槛，提升了(le)导航(hang)服务(wu)的可(ke)靠性(xing)，也为(wei)无(wu)人(ren)驾(jia)驶、智(zhi)慧(hui)物流(liu)、精准(zhun)农(nong)业(ye)等新(xin)兴产(chan)业(ye)的(de)发展提供(gong)了(le)坚实的(de)基(ji)础。

美(mei)国通过拥抱多(duo)边合作，进一步巩(gong)固(gu)了(le)其在(zai)全(quan)球导航领(ling)域(yu)的(de)影(ying)响力，并为全(quan)球航(hang)行(xing)开辟了更(geng)广阔(kuo)的空(kong)间。

第七次(ci)超级导航：室内(nei)导(dao)航的突(tu)破(po)——无(wu)GPS环境下的(de)精(jing)准(zhun)定位(wei)

GPS的强大，在(zai)于其全(quan)球覆盖(gai)，但其(qi)在室内、地(di)下或城市峡(xia)谷(gu)等(deng)GPS信(xin)号难以穿(chuan)透的环(huan)境(jing)中(zhong)，却(que)显得(de)力不从(cong)心(xin)。美国的科(ke)学家(jia)和工(gong)程师们(men)，正(zheng)以(yi)前所未有的(de)热情，探索在(zai)这些“无GPS”环境下的(de)导航解决方案。这不仅是(shi)为了(le)满足(zu)日(ri)益(yi)增长的室内定位需(xu)求，更(geng)是为了实(shi)现真正的(de)“万(wan)物(wu)互联，无(wu)处不在(zai)”的精准(zhun)感知(zhi)。

目(mu)前，美国(guo)在(zai)室内(nei)导航(hang)领(ling)域(yu)的(de)研(yan)究方向(xiang)众多，包括：

基于Wi-Fi和蓝牙的定位：利用现(xian)有的(de)无(wu)线(xian)网(wang)络(luo)基础设(she)施，通(tong)过(guo)信(xin)号强(qiang)度指纹匹配(pei)或(huo)三角测(ce)量等技术，实现(xian)室内(nei)定位。视(shi)觉(jue)导航(hang)（VisualNavigation）：使用摄像头捕(bu)捉环境图(tu)像，通过(guo)SLAM（同步定(ding)位(wei)与地(di)图构建(jian)）等技术，实(shi)现(xian)对自身(shen)位置和环(huan)境的(de)理解(jie)。

UWB（超宽带(dai)）技(ji)术(shu)：UWB技术以(yi)其(qi)高(gao)精度、低(di)功(gong)耗的(de)特点，非常(chang)适合室内精确(que)定位(wei)，例如在仓库管(guan)理、资(zi)产跟(gen)踪(zong)等场景。惯性导航与机(ji)器视觉(jue)的(de)融合：如前(qian)文(wen)所述(shu)，将IMU与(yu)视(shi)觉传感器进行(xing)融合(he)，是克(ke)服GPS缺(que)失(shi)的关(guan)键。

一些(xie)美(mei)国科(ke)技公司(si)在这(zhe)一(yi)领域已(yi)经取得了显著成果，例如，一些(xie)公司开(kai)发的室内导(dao)航App，能(neng)够提供商场、机(ji)场等大型(xing)公(gong)共(gong)场所(suo)的精准(zhun)指引(yin)；另一些公(gong)司则致(zhi)力于为(wei)工(gong)业机(ji)器(qi)人(ren)提供(gong)高精(jing)度(du)的(de)自(zi)主(zhu)导航(hang)能力(li)，以提升生产效率。室(shi)内导(dao)航的突破，将极大(da)地(di)扩(kuo)展导航(hang)技术(shu)的(de)应用场(chang)景，从户外走向(xiang)室内(nei)，从宏观走(zou)向(xiang)微(wei)观。

第(di)八次(ci)超级(ji)导航(hang)：智慧(hui)交通(tong)的(de)基石——车联网(wang)与自(zi)动驾(jia)驶

美国在导航(hang)技(ji)术的(de)创(chuang)新，正(zheng)深刻(ke)地(di)改(gai)变着(zhe)我(wo)们的(de)出(chu)行方(fang)式。车联(lian)网（V2X，Vehicle-to-Everything）和(he)自动驾(jia)驶(shi)技(ji)术，是(shi)导航(hang)技(ji)术在交(jiao)通领(ling)域(yu)应(ying)用的集大成者，而美(mei)国在(zai)此领域一直(zhi)处(chu)于世(shi)界(jie)前(qian)沿。

车联网技术(shu)，通过(guo)让车(che)辆与车辆（V2V）、车辆与基(ji)础(chu)设施（V2I）、车(che)辆(liang)与行人（V2P）以及车辆与网(wang)络(luo)（V2N）进行通(tong)信，极(ji)大(da)地提升(sheng)了(le)交通安全性(xing)和效率(lv)。导航系(xi)统在其(qi)中(zhong)扮(ban)演(yan)着核心(xin)角(jiao)色，它(ta)不仅(jin)提(ti)供(gong)车辆(liang)的(de)位(wei)置信(xin)息，还(hai)能接(jie)收来(lai)自其(qi)他车(che)辆(liang)和交通(tong)设施(shi)的实(shi)时信息，从(cong)而实(shi)现更智能的决(jue)策(ce)。

例(li)如，通过V2V通信，车(che)辆可以(yi)提前获(huo)知(zhi)前(qian)方(fang)路况，避免碰撞(zhuang)；通过V2I通信，车(che)辆可以(yi)接(jie)收(shou)到交(jiao)通(tong)信号(hao)灯的(de)状态(tai)，优化行(xing)驶速(su)度(du)。

自动驾驶(shi)技(ji)术，更(geng)是(shi)将(jiang)导(dao)航(hang)的精度(du)和可(ke)靠性推(tui)向(xiang)了极致。从(cong)辅助(zhu)驾驶(shi)系(xi)统(tong)（ADAS）到完(wan)全自(zi)动(dong)驾驶（Level5），美(mei)国众(zhong)多(duo)汽(qi)车制(zhi)造商和科(ke)技公(gong)司投(tou)入(ru)巨(ju)资进(jin)行研(yan)发。高精度(du)地图、实时定位、路径规划(hua)、决策(ce)控制等导航技术，构成(cheng)了自动(dong)驾驶(shi)车(che)辆的大(da)脑和神经(jing)系统。

美国在自动驾(jia)驶领域的领(ling)先(xian)地位(wei)，得(de)益(yi)于其(qi)在传感(gan)器(qi)技术、人工(gong)智能算法(fa)、以及严格(ge)的测(ce)试验(yan)证体(ti)系等(deng)方面的综合(he)实(shi)力(li)。自动驾驶技(ji)术(shu)的(de)成熟，预示着一(yi)个更(geng)安全(quan)、更便捷、更高效(xiao)的交(jiao)通(tong)新时代(dai)的到(dao)来。

第(di)九(jiu)次超级导航：北极(ji)航道的(de)探(tan)索与(yu)导航(hang)——适应极端(duan)环境的挑(tiao)战

随着全球气候变(bian)暖(nuan)，北(bei)极(ji)航道正(zheng)逐渐成为一条(tiao)重要(yao)的(de)国际航运(yun)通(tong)道。北(bei)极地(di)区的环境极其(qi)恶(e)劣，不(bu)仅存在(zai)海(hai)冰(bing)、恶劣天(tian)气(qi)等挑战，而(er)且(qie)传(chuan)统的导航设备在极(ji)地(di)地区也(ye)可能受到地磁异(yi)常(chang)等因素(su)的(de)影响。美国(guo)在适(shi)应(ying)和(he)应(ying)对(dui)这些(xie)极端环境(jing)的导(dao)航技术(shu)上，同样(yang)展(zhan)现出了(le)强大(da)的创(chuang)新能力。

一方面，通(tong)过对GPS信(xin)号在(zai)极(ji)地(di)地区(qu)的(de)传播特性(xing)进(jin)行深(shen)入研(yan)究，并(bing)开发(fa)相应(ying)的(de)误(wu)差修(xiu)正算(suan)法，确(que)保GPS在北(bei)极(ji)地区(qu)仍然能(neng)够提供(gong)可靠的定位服(fu)务。另(ling)一方面，大(da)力发(fa)展和(he)应用其他导(dao)航技术，如惯性(xing)导(dao)航、视觉导航(hang)，以及与(yu)卫星通(tong)信(xin)相结合(he)的遥(yao)感技术(shu)，来辅助导航。

美国在(zai)北(bei)极(ji)航道(dao)的海冰监(jian)测、气象预(yu)报等(deng)方面(mian)也投(tou)入(ru)了(le)大量(liang)资源(yuan)。通(tong)过(guo)整合多(duo)源(yuan)信(xin)息，为(wei)北(bei)极航线的船只(zhi)提(ti)供实(shi)时(shi)的航(hang)行安(an)全信息，包括冰情(qing)预(yu)测(ce)、航道推(tui)荐(jian)、潜在危险预警等(deng)。这些(xie)努力(li)，不仅(jin)保(bao)障(zhang)了(le)北极航(hang)道的(de)安全运(yun)行(xing)，也(ye)为(wei)人类(lei)探(tan)索(suo)和利(li)用(yong)北(bei)极资源(yuan)提(ti)供(gong)了重要的技术支撑。

美国在适应(ying)极端环境(jing)方面的导航创(chuang)新，彰显(xian)了其应对全(quan)球性挑(tiao)战(zhan)的责任(ren)感(gan)和技(ji)术实(shi)力。

第十次(ci)超级(ji)导(dao)航：量子(zi)导航(hang)的未(wei)来(lai)——颠(dian)覆性的技(ji)术变革

放(fang)眼未来，美国在导(dao)航(hang)技(ji)术领域(yu)的探索并(bing)未(wei)停止(zhi)。量子导(dao)航，作(zuo)为(wei)一项(xiang)颠(dian)覆(fu)性的(de)前(qian)沿技术，正(zheng)受到越来越多的关(guan)注(zhu)。量(liang)子(zi)技术，尤其是(shi)量子传感器，有望实现比(bi)现有导航系统(tong)精度(du)更高(gao)、稳定性更(geng)强的定位(wei)能(neng)力(li)，甚至(zhi)摆脱对(dui)外(wai)部(bu)信(xin)号的(de)依赖。

量子(zi)导航的核(he)心在(zai)于(yu)利用量(liang)子力(li)学(xue)的原理(li)，制造出(chu)高度敏(min)感的传感器，例(li)如量(liang)子陀螺(luo)仪(yi)、量(liang)子(zi)加速度计(ji)、量子磁力(li)计(ji)等(deng)。这些(xie)传感器能(neng)够极(ji)其精确地测量物(wu)体(ti)的位(wei)置、速(su)度、加速度和(he)方向，即使在(zai)GPS信号完全丢失(shi)或被干扰(rao)的情(qing)况下(xia)，也(ye)能(neng)维(wei)持长时(shi)间的高精(jing)度定(ding)位(wei)。

目(mu)前，量(liang)子导航(hang)尚处(chu)于(yu)早期(qi)研发(fa)阶段，面临着(zhe)许多技(ji)术(shu)挑(tiao)战，如(ru)传(chuan)感(gan)器(qi)的(de)尺寸(cun)、功耗(hao)、成本(ben)以及(ji)集成度等。美国在量(liang)子计(ji)算(suan)、量(liang)子通(tong)信(xin)等(deng)领域的领(ling)先(xian)地(di)位，为其在(zai)量(liang)子(zi)导航的研(yan)究提供了(le)得(de)天(tian)独厚(hou)的优势(shi)。一(yi)旦技术成熟，量子导(dao)航将(jiang)有望(wang)彻底改变(bian)目(mu)前(qian)的导(dao)航格局，尤(you)其在(zai)军事、深(shen)空(kong)探测(ce)、海(hai)底勘探(tan)等对导航(hang)精(jing)度(du)和独(du)立性要求极高的领(ling)域，将(jiang)带(dai)来革命(ming)性(xing)的(de)影响。

美(mei)国对量(liang)子(zi)导航(hang)的(de)持续(xu)投入，预(yu)示着(zhe)导航技(ji)术(shu)的(de)下(xia)一(yi)轮(lun)颠覆(fu)性(xing)变革(ge)，将进(jin)一步(bu)巩固(gu)其在全球(qiu)导航(hang)领域(yu)的领(ling)导地(di)位。

结(jie)语：导(dao)航(hang)未(wei)来(lai)，扬帆远航

从GPS的诞(dan)生到量子(zi)导航(hang)的展(zhan)望，美(mei)国在导(dao)航技(ji)术领域(yu)十(shi)次“超级(ji)大导(dao)航”的实践，是本(ben)土(tu)创新力量的(de)集中体现(xian)，也是(shi)全球(qiu)化(hua)视(shi)野的(de)生动(dong)写照(zhao)。每一(yi)次的(de)突破(po)，都(dou)不仅仅(jin)是技(ji)术的进步(bu)，更是(shi)对人类探(tan)索未(wei)知、连(lian)接世(shi)界(jie)的(de)无限(xian)渴(ke)望(wang)的回(hui)应。

立(li)足(zu)本土，孕育了GPS的宏伟蓝(lan)图(tu)；开(kai)放共(gong)享(xiang)，让(rang)GPS惠(hui)及全球；持续(xu)创新(xin)，驱(qu)动着组(zu)合导航(hang)、车联网(wang)、室(shi)内定位等技(ji)术的(de)飞(fei)速(su)发展(zhan)；合作(zuo)共赢，携手(shou)全球系(xi)统，构建(jian)互联(lian)互通(tong)的(de)导(dao)航生(sheng)态；面向未(wei)来，更(geng)在(zai)量子导(dao)航(hang)等前沿(yan)领(ling)域(yu)，播(bo)撒(sa)着(zhe)颠(dian)覆性的种(zhong)子。

美(mei)国的(de)导航创新，犹如(ru)一座(zuo)座灯(deng)塔，照亮(liang)了(le)全球(qiu)航行(xing)的道路(lu)，助(zhu)力人(ren)类社(she)会向着更(geng)智能(neng)、更高(gao)效、更(geng)安全的方向扬(yang)帆远航。这(zhe)十次“超级(ji)大(da)导航”的(de)篇章，不仅(jin)是美(mei)国(guo)科(ke)技实力的(de)证(zheng)明，更是(shi)其为(wei)全球(qiu)航(hang)行书写(xie)的崭新篇(pian)章，激(ji)励着我们共(gong)同(tong)探索更广(guang)阔的(de)未知，创(chuang)造更美(mei)好(hao)的未来(lai)。

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图片来源：每经记者 陈冬克 摄

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