每经编辑｜阮文诗    

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破晓(xiao)之(zhi)光(guang)：奠基(ji)与崛起

自古以(yi)来，人类(lei)的脚步从未(wei)停止探索(suo)星(xing)辰(chen)大海(hai)的(de)征(zheng)程。从茫茫黑(hei)夜(ye)中辨认星(xing)辰(chen)，到依靠(kao)罗(luo)盘(pan)指引方向，再(zai)到如今(jin)的精(jing)准定位，导(dao)航技(ji)术的每(mei)一(yi)次飞跃，都如(ru)同(tong)一束破(po)晓(xiao)之光，照亮(liang)了(le)人类前(qian)行的道路(lu)。而在(zai)这场(chang)波澜壮(zhuang)阔(kuo)的科技(ji)革(ge)命中(zhong)，美国(guo)以(yi)其深厚(hou)的科技底(di)蕴和(he)不懈(xie)的创新精(jing)神，书写了十次(ci)堪称(cheng)“超(chao)级大(da)导(dao)航”的辉(hui)煌(huang)篇章，不仅(jin)奠定了(le)其(qi)在导(dao)航领(ling)域的(de)领(ling)导地位(wei)，更以(yi)前所未有(you)的力(li)量，助力(li)全球航行迈入(ru)了崭新(xin)的(de)时(shi)代。

第(di)一次(ci)超级导航(hang)：卫(wei)星(xing)导航(hang)的(de)黎明——GPS的诞生

要谈(tan)论美(mei)国的(de)导(dao)航(hang)创新(xin)，GPS（全球定位(wei)系统(tong)）无疑(yi)是最(zui)耀(yao)眼的金字招(zhao)牌。GPS的诞生并(bing)非一(yi)蹴而就，其背(bei)后凝(ning)结着美国军(jun)方(fang)多(duo)年的(de)探(tan)索和(he)对太(tai)空技术的(de)执(zhi)着。上(shang)世(shi)纪70年代，冷战的阴影(ying)笼罩全球，精确(que)制(zhi)导武(wu)器和军(jun)事通信的(de)需求(qiu)空前高(gao)涨。美(mei)国(guo)国防(fang)部决(jue)定整(zheng)合当时(shi)分散的(de)卫(wei)星(xing)导航项(xiang)目(mu)，于1973年正(zheng)式启动(dong)了(le)GPS项目，并将其(qi)命名(ming)为(wei)NAVSTAR。

这(zhe)个项(xiang)目的目标(biao)是(shi)建(jian)立一个由(you)30颗左(zuo)右的(de)导航(hang)卫星(xing)组成的星(xing)座，能(neng)够为(wei)全(quan)球任(ren)何(he)角(jiao)落(luo)的(de)接收者(zhe)提(ti)供全天候、高(gao)精度(du)的三维位(wei)置、速度和(he)时间(jian)信息。

GPS的(de)初(chu)期设(she)计，充(chong)满了前瞻(zhan)性。它采(cai)用了当(dang)时最(zui)先进的原(yuan)子钟(zhong)技术，确保(bao)了极(ji)高的时间同(tong)步精度，而时(shi)间是实(shi)现精确(que)测距的关键(jian)。卫(wei)星(xing)与地(di)面接(jie)收(shou)器之(zhi)间传(chuan)递的(de)信号，通过(guo)计算信号传播(bo)时间(jian)乘以(yi)光速，即可得知(zhi)距(ju)离。三颗(ke)卫星(xing)的(de)信号即可(ke)确定(ding)二(er)维(wei)位(wei)置，四颗卫星(xing)则能(neng)进一(yi)步确定(ding)三维位置(zhi)和时(shi)间(jian)误(wu)差。

这(zhe)一革命(ming)性的概念，彻(che)底颠(dian)覆了传统(tong)的导航方(fang)式。

将(jiang)如此(ci)庞(pang)大的系(xi)统付(fu)诸(zhu)实践，挑(tiao)战(zhan)是巨大的。从(cong)卫星(xing)的设计、制造、发(fa)射，到(dao)地面(mian)控制(zhi)中(zhong)心(xin)的建设(she)，再(zai)到信(xin)号的(de)编码和传输，每(mei)一个环(huan)节都(dou)考验着美国的工(gong)程技(ji)术(shu)实力。经(jing)过多(duo)年(nian)的(de)研发(fa)和(he)测试，第一颗(ke)GPS卫星于1978年(nian)成功(gong)发射(she)，标(biao)志(zhi)着卫(wei)星导航时代的(de)正式开启(qi)。

虽然(ran)最初GPS主(zhu)要服务(wu)于军事(shi)目(mu)的，但(dan)其潜力早(zao)已显露。

第二(er)次超级(ji)导航(hang)：民用开放的(de)决定(ding)——GPS的普惠(hui)

GPS的诞(dan)生(sheng)，最(zui)伟大的(de)地方(fang)在于其(qi)最终的普(pu)惠性(xing)。虽(sui)然(ran)起(qi)源于军事需求，但美国(guo)政府(fu)在(zai)1983年就宣(xuan)布，一(yi)旦(dan)GPS系(xi)统建成，将(jiang)免费(fei)向全(quan)球民(min)用开放(fang)。这(zhe)一(yi)决(jue)定，无疑是(shi)科技史上的一个里程碑。它打(da)破了技(ji)术(shu)垄断(duan)，让无(wu)数普(pu)通人(ren)也能(neng)享(xiang)受(shou)到前(qian)所未有的便利。

1990年，GPS系统正(zheng)式建(jian)成(cheng)并投入使用(yong)。两年(nian)后，海湾(wan)战(zhan)争的(de)爆发，让世(shi)界看到了(le)GPS在(zai)军事领(ling)域的(de)强(qiang)大威力(li)。精(jing)确的导(dao)航和制导(dao)，使(shi)得(de)美(mei)军能(neng)够以最(zui)小的附(fu)带损伤(shang)，高效地完(wan)成作(zuo)战任务(wu)。而与此(ci)民间对GPS的(de)需求也(ye)在(zai)迅(xun)速(su)增长(zhang)。从早期的(de)专业(ye)测绘、地(di)质勘探，到后来(lai)的(de)航空(kong)、航海(hai)，GPS的应用领(ling)域不断拓展。

为了确保军事通(tong)信的优(you)先权，GPS早(zao)期(qi)信(xin)号(hao)中故意(yi)加入了“选择性可(ke)用(yong)性”（SelectiveAvailability,SA）的(de)干扰(rao)，限制了(le)民用信号的精度(du)。直到(dao)2000年，时任(ren)美(mei)国(guo)总统克林(lin)顿(dun)宣布(bu)取消SA，GPS民(min)用(yong)信号(hao)的精度得到(dao)大(da)幅提(ti)升，其在民(min)用领(ling)域的应用(yong)才真(zhen)正迎(ying)来爆(bao)炸式增长。

汽车(che)导(dao)航、手机定位(wei)、户(hu)外运动、电子(zi)商务(wu)的最后一(yi)公里(li)配送，都因(yin)为GPS的精确(que)度和可用(yong)性而(er)发(fa)生(sheng)了翻天覆(fu)地的变化。美国(guo)不仅(jin)创造(zao)了一(yi)个技(ji)术，更通(tong)过开放(fang)，释放了这(zhe)项技(ji)术对全(quan)球(qiu)经济(ji)和社会(hui)发展的(de)巨大能量。

第三(san)次(ci)超(chao)级导(dao)航：GPS精(jing)度(du)飞(fei)跃——差分(fen)GPS技(ji)术（DGPS）的成熟

虽然(ran)免费开(kai)放的GPS信(xin)号已经(jing)足(zu)够强(qiang)大(da)，但(dan)在一些对(dui)精(jing)度(du)要(yao)求(qiu)极高(gao)的领域(yu)，例(li)如精(jing)确农(nong)业、精(jing)密测(ce)量、无(wu)人驾(jia)驶等(deng)，其精度(du)仍然存(cun)在一(yi)定的局(ju)限(xian)性(xing)。为了进(jin)一步(bu)提升GPS的定位精(jing)度，美(mei)国在(zai)差(cha)分(fen)GPS（DGPS）技术(shu)上(shang)取得(de)了(le)重要突破(po)。

差分(fen)GPS的核(he)心思想是(shi)利用(yong)地(di)面(mian)上(shang)的已知精确(que)位置(zhi)的基准站，实(shi)时监(jian)测(ce)GPS卫星信(xin)号(hao)的误(wu)差，并(bing)将这(zhe)些误差(cha)信息通过无(wu)线电(dian)或(huo)其他通(tong)信方式，发(fa)送给附近(jin)的(de)GPS用户(hu)。用(yong)户接(jie)收到(dao)基准站发(fa)送的误(wu)差修正数据(ju)后，就能对(dui)其(qi)接(jie)收到的GPS信号(hao)进行校正，从而大(da)幅提高(gao)定位精(jing)度。

在(zai)美国，DGPS技术(shu)的(de)发展，从(cong)最初(chu)的科(ke)研(yan)探索，逐(zhu)步(bu)走向(xiang)标(biao)准化(hua)和商(shang)业(ye)化。许多(duo)科研(yan)机(ji)构和商(shang)业(ye)公司纷(fen)纷(fen)投入研发(fa)，推出(chu)了(le)各种不(bu)同(tong)类型(xing)的DGPS系(xi)统，包括陆(lu)基DGPS、星(xing)基DGPS（SBAS，如WAAS）等。其中(zhong)，以(yi)美国(guo)联邦(bang)航空管(guan)理局(ju)（FAA）主(zhu)导的广域增强(qiang)系统（WAAS）是(shi)DGPS技术在航空(kong)领域应用(yong)的典(dian)范(fan)。

WAAS通(tong)过部(bu)署地(di)面(mian)参考站(zhan)和通信(xin)卫星，为(wei)北美地区的飞(fei)机提(ti)供(gong)高精度(du)、高完好(hao)性(xing)的(de)导(dao)航(hang)信息，极(ji)大地(di)提升(sheng)了航空(kong)安(an)全和(he)运行效率(lv)。DGPS技术(shu)的成(cheng)熟，标(biao)志着(zhe)GPS不(bu)再仅仅(jin)是一个(ge)定(ding)位工(gong)具，更(geng)成为(wei)了一(yi)种高(gao)精度服务(wu)，为更复杂(za)的(de)应(ying)用场(chang)景(jing)打(da)开了(le)大门(men)。

第四(si)次(ci)超(chao)级导航：组(zu)合导(dao)航的智(zhi)慧——多传(chuan)感器(qi)融合(he)

单一(yi)的(de)导航系统，无(wu)论多么(me)强大，都(dou)可能(neng)在特(te)定环(huan)境下(xia)遇到(dao)瓶(ping)颈(jing)。例如(ru)，在城市(shi)峡(xia)谷、隧道(dao)、室(shi)内环(huan)境，GPS信号(hao)可能(neng)会(hui)被遮(zhe)挡或(huo)反射(she)，导致定(ding)位(wei)失(shi)效(xiao)或(huo)精度骤(zhou)降。为(wei)了克服这(zhe)些挑(tiao)战，美国在组合(he)导航（或称传感(gan)器融(rong)合(he)）技术上(shang)取得了显(xian)著进(jin)展，将(jiang)GPS与其他导(dao)航传(chuan)感(gan)器（如惯(guan)性测量(liang)单(dan)元IMU、里(li)程计、雷(lei)达、激光(guang)雷达(da)、视(shi)觉传感(gan)器等）进行(xing)融合(he)，从(cong)而实现更鲁棒、更高精度的(de)定位。

IMU能(neng)够提(ti)供(gong)物体(ti)在(zai)三维空(kong)间中(zhong)的角(jiao)速度(du)和加速度信(xin)息(xi)，即使(shi)在GPS信(xin)号丢(diu)失的情况(kuang)下，也(ye)能通(tong)过惯性导航原理(li)，在(zai)短时(shi)间内维持较高的定位精(jing)度。里程计则通(tong)过测(ce)量车轮的(de)转动(dong)来估(gu)算行驶距(ju)离。将GPS与(yu)IMU、里程(cheng)计等信息进行融合，能(neng)够有效(xiao)弥(mi)补(bu)GPS信(xin)号(hao)的不足，尤其(qi)在车(che)辆、无(wu)人机(ji)等移动(dong)平(ping)台上(shang)的应(ying)用，大大提高(gao)了导(dao)航(hang)的(de)连(lian)续(xu)性和(he)可(ke)靠性。

美(mei)国在这(zhe)一领(ling)域(yu)的(de)研(yan)究(jiu)，不仅(jin)局(ju)限于(yu)理(li)论模型(xing)，更(geng)在实(shi)际应(ying)用(yong)中不断验(yan)证和优(you)化。从(cong)自动驾(jia)驶(shi)汽车(che)的研发，到先进(jin)的机(ji)器人(ren)导航(hang)，再到高精度军事侦察(cha)，组合导(dao)航技(ji)术都(dou)发挥(hui)着不(bu)可(ke)或缺的(de)作用(yong)。通(tong)过智(zhi)能(neng)算法，系(xi)统(tong)能够权衡不同(tong)传感(gan)器的优(you)劣(lie)，动态(tai)调(diao)整(zheng)融合策略，在各(ge)种(zhong)复杂环(huan)境下(xia)都能(neng)提供(gong)可靠的(de)导航解(jie)决方(fang)案。

这种(zhong)跨(kua)传感(gan)器的(de)智慧(hui)融合(he)，是(shi)美国(guo)在(zai)导(dao)航(hang)技术(shu)领域持(chi)续保持(chi)领先的关(guan)键(jian)之(zhi)一。

第(di)五次(ci)超级(ji)导航(hang)：软(ruan)件(jian)定义导航(hang)——算法(fa)与(yu)算力的(de)革命(ming)

在硬(ying)件不(bu)断进(jin)步的美国(guo)在导(dao)航(hang)软件和(he)算法方(fang)面也取(qu)得(de)了(le)突(tu)破(po)性进展(zhan)。随着计(ji)算能(neng)力(li)的指(zhi)数级(ji)增(zeng)长(zhang)和大(da)数(shu)据分(fen)析(xi)技术的(de)发展(zhan)，“软件(jian)定义(yi)导航(hang)”的概念逐渐深(shen)入人心。这意味着，导航(hang)系统的(de)性能不(bu)再仅(jin)仅(jin)取决于(yu)硬件的(de)参(can)数，更在很大程度上(shang)取(qu)决(jue)于其背后的软件(jian)算(suan)法(fa)和计(ji)算能(neng)力。

美国在机器(qi)学习(xi)、人(ren)工智能(neng)等领域(yu)的(de)强大(da)实力，被巧妙地应用于(yu)导(dao)航技术。例(li)如(ru)，通过深(shen)度学习算法(fa)，可(ke)以更(geng)有效(xiao)地处(chu)理和(he)理解(jie)来自(zi)多种(zhong)传(chuan)感器的(de)数据，识(shi)别环境(jing)特征，预测(ce)障(zhang)碍(ai)物，甚至(zhi)进(jin)行自(zi)我校正和优化。基于人(ren)工(gong)智能(neng)的路径规划算(suan)法，能够实时分(fen)析交(jiao)通状况，提供最优的(de)行驶(shi)路(lu)线(xian)，并(bing)根(gen)据实(shi)时路(lu)况动态调(diao)整。

利用大数据(ju)分析，可(ke)以从海(hai)量(liang)的出行(xing)数(shu)据(ju)中挖掘(jue)规律，优(you)化导(dao)航(hang)服务。例(li)如，预测(ce)交(jiao)通拥(yong)堵，提供(gong)更准确(que)的到达时间估(gu)计，甚(shen)至(zhi)为城市(shi)规划和(he)交(jiao)通管(guan)理提(ti)供决(jue)策支(zhi)持。这(zhe)种将强(qiang)大算力(li)和先(xian)进算(suan)法融入(ru)导(dao)航系统，使得导航(hang)不(bu)再(zai)是简(jian)单的“在(zai)哪里(li)”，而是“如何更智能、更(geng)高(gao)效地(di)到(dao)达目的地(di)”。

美(mei)国在软(ruan)件(jian)定(ding)义导航领域(yu)的(de)探(tan)索，正不断(duan)刷(shua)新我们对导航(hang)的认知，也(ye)为未来的(de)智慧(hui)交通(tong)和(he)自动驾驶描(miao)绘出更美好的(de)蓝图。

创(chuang)新(xin)驱动(dong)：拓展(zhan)与引(yin)领

五(wu)次“超级导(dao)航(hang)”的(de)里程(cheng)碑(bei)，为美国(guo)在全球(qiu)导航(hang)领(ling)域奠(dian)定了(le)坚实(shi)的基(ji)础，但这仅(jin)仅是(shi)故事的开(kai)端。美国(guo)并(bing)未止(zhi)步于此，而是(shi)继(ji)续以其(qi)强(qiang)大的(de)创新(xin)能力，不断拓展(zhan)导航(hang)技术(shu)的(de)边界，并(bing)以前(qian)所未有(you)的深(shen)度和广度，引领着(zhe)全球(qiu)航(hang)行(xing)向着(zhe)更智(zhi)能、更安全(quan)、更高效的未来(lai)迈进。

第六(liu)次超(chao)级导(dao)航(hang)：北(bei)斗与(yu)GPS的共赢(ying)——全球导(dao)航系(xi)统(tong)的互联(lian)互通(tong)

虽(sui)然GPS是美(mei)国(guo)自主研发的(de)导航(hang)系(xi)统(tong)，但美国深知，真正的全球化(hua)需(xu)要开(kai)放与合作。近年(nian)来(lai)，随(sui)着中国北(bei)斗卫(wei)星导航系(xi)统（BDS）的快速发展(zhan)和全(quan)球组网，全球(qiu)已(yi)经形(xing)成了(le)“四大卫(wei)星导(dao)航(hang)系统”（GPS、BDS、GLONASS、Galileo）并(bing)存的局(ju)面。美国(guo)在此背(bei)景下(xia)，展现(xian)出了(le)开放与包容的(de)态度，积极推动(dong)导航(hang)系(xi)统(tong)的互(hu)联(lian)互(hu)通。

通过多模接收(shou)机的普及，现代导航设(she)备(bei)能够同(tong)时接(jie)收来(lai)自不同卫(wei)星导航系统的(de)信号(hao)。这意(yi)味着(zhe)，用户不再局限(xian)于单一的导航(hang)系统(tong)，而是可(ke)以(yi)整合多个系(xi)统(tong)的优势(shi)，获得更强的(de)信号覆盖(gai)、更高的定(ding)位(wei)精(jing)度和(he)更(geng)快(kuai)的首(shou)次定(ding)位(wei)时间（TTFF）。例如(ru)，在(zai)GPS信号较(jiao)弱(ruo)的地区，设备可(ke)以优先使(shi)用BDS或Galileo的信号，从而保(bao)证导(dao)航的连续(xu)性(xing)。

美(mei)国在(zai)推动(dong)这一互联互通(tong)的(de)过程中(zhong)，不仅(jin)在技(ji)术上(shang)支持(chi)多模(mo)接收(shou)机(ji)的研发，也在国际(ji)标准制(zhi)定和(he)信(xin)息共享方面(mian)发(fa)挥着积极(ji)作用(yong)。这种“多(duo)星(xing)共赢(ying)”的局(ju)面，对于全球范围内的导(dao)航应用都(dou)具(ju)有(you)深远意(yi)义。它降(jiang)低了用户的使(shi)用门(men)槛，提升了导航服务的可(ke)靠(kao)性(xing)，也(ye)为(wei)无人驾(jia)驶(shi)、智(zhi)慧(hui)物流(liu)、精准(zhun)农(nong)业(ye)等新(xin)兴产(chan)业的(de)发展(zhan)提(ti)供(gong)了坚实(shi)的(de)基(ji)础。

美(mei)国(guo)通过(guo)拥抱多边合作(zuo)，进一(yi)步巩固了其在全(quan)球(qiu)导航(hang)领(ling)域的影响力(li)，并为(wei)全(quan)球航行(xing)开辟(pi)了(le)更广(guang)阔的空(kong)间。

第七次(ci)超(chao)级导航：室内(nei)导航的(de)突(tu)破——无(wu)GPS环境(jing)下(xia)的精(jing)准定位

GPS的强大，在(zai)于其(qi)全球(qiu)覆盖(gai)，但其(qi)在室内、地下或城市峡谷(gu)等(deng)GPS信(xin)号难以穿(chuan)透(tou)的环境(jing)中，却(que)显得(de)力(li)不(bu)从心。美国(guo)的(de)科学家(jia)和(he)工程师(shi)们，正(zheng)以前所(suo)未(wei)有的(de)热情，探索在这(zhe)些“无GPS”环(huan)境(jing)下的(de)导航(hang)解(jie)决方案(an)。这不仅是(shi)为了(le)满足(zu)日(ri)益增长(zhang)的室(shi)内(nei)定(ding)位需(xu)求，更是(shi)为了实(shi)现真(zhen)正的(de)“万物互联(lian)，无(wu)处不在(zai)”的精(jing)准感知。

目前，美(mei)国(guo)在室内(nei)导航(hang)领(ling)域(yu)的研究方(fang)向(xiang)众多，包(bao)括(kuo)：

基于Wi-Fi和(he)蓝牙的定(ding)位：利(li)用(yong)现(xian)有的(de)无(wu)线(xian)网(wang)络(luo)基础(chu)设施(shi)，通过(guo)信号强(qiang)度(du)指纹匹(pi)配(pei)或(huo)三角测(ce)量等(deng)技(ji)术，实现(xian)室内(nei)定位(wei)。视觉(jue)导航（VisualNavigation）：使用(yong)摄像(xiang)头捕(bu)捉(zhuo)环(huan)境图(tu)像，通(tong)过SLAM（同步(bu)定(ding)位与(yu)地(di)图构(gou)建(jian)）等技术，实(shi)现对自身位置(zhi)和环(huan)境的(de)理解。

UWB（超宽带）技术：UWB技术以(yi)其(qi)高精(jing)度(du)、低功(gong)耗的(de)特点(dian)，非常(chang)适合(he)室(shi)内精(jing)确(que)定位，例如在(zai)仓库管(guan)理、资(zi)产(chan)跟(gen)踪等场景(jing)。惯性导航与机器视(shi)觉的融合：如前(qian)文所述，将IMU与(yu)视(shi)觉传感(gan)器(qi)进行(xing)融合，是(shi)克服(fu)GPS缺(que)失的关(guan)键(jian)。

一些(xie)美(mei)国科(ke)技公司(si)在这一领(ling)域已(yi)经取得了显著(zhu)成果，例如，一(yi)些(xie)公司开(kai)发(fa)的(de)室(shi)内导(dao)航App，能够提供商场、机(ji)场等(deng)大型公共场所(suo)的精准指引(yin)；另(ling)一(yi)些(xie)公(gong)司则致(zhi)力于为工业(ye)机器人(ren)提供高(gao)精(jing)度的自(zi)主(zhu)导航(hang)能力，以提升生(sheng)产效率。室内导(dao)航(hang)的(de)突(tu)破，将极大地(di)扩展导航(hang)技(ji)术的应(ying)用场(chang)景，从户(hu)外(wai)走向(xiang)室内，从宏观走(zou)向微观。

第(di)八次(ci)超级(ji)导航：智慧(hui)交通的(de)基(ji)石——车(che)联网与自(zi)动驾(jia)驶

美国在(zai)导航技(ji)术的创新，正(zheng)深(shen)刻地(di)改(gai)变着(zhe)我们(men)的出行方(fang)式。车联网(wang)（V2X，Vehicle-to-Everything）和(he)自动驾(jia)驶技术(shu)，是(shi)导航技(ji)术(shu)在(zai)交(jiao)通领(ling)域应用的(de)集大成者(zhe)，而(er)美(mei)国在此领域(yu)一(yi)直处于世(shi)界前沿。

车(che)联网技术(shu)，通(tong)过(guo)让(rang)车辆与(yu)车(che)辆（V2V）、车(che)辆(liang)与基(ji)础(chu)设施（V2I）、车(che)辆与行人（V2P）以(yi)及车辆(liang)与网络(luo)（V2N）进(jin)行通信(xin)，极(ji)大地(di)提(ti)升(sheng)了(le)交通安(an)全性(xing)和(he)效(xiao)率。导航(hang)系(xi)统在其中(zhong)扮(ban)演(yan)着核(he)心角色，它(ta)不(bu)仅提(ti)供车辆的(de)位置信息，还(hai)能接收(shou)来(lai)自其他车辆和(he)交通(tong)设施的(de)实(shi)时信(xin)息，从(cong)而(er)实现更(geng)智能(neng)的(de)决(jue)策。

例(li)如，通(tong)过(guo)V2V通信，车(che)辆可(ke)以提(ti)前(qian)获(huo)知(zhi)前(qian)方路况，避(bi)免碰撞；通(tong)过(guo)V2I通(tong)信，车(che)辆(liang)可以接(jie)收到交通(tong)信(xin)号灯的状态，优化(hua)行(xing)驶速度(du)。

自动(dong)驾驶技术，更(geng)是(shi)将(jiang)导航(hang)的(de)精度(du)和可靠性推向(xiang)了极致。从辅助(zhu)驾驶系统（ADAS）到完(wan)全自动驾(jia)驶（Level5），美国(guo)众多汽车制(zhi)造(zao)商和科技公司投(tou)入巨(ju)资(zi)进(jin)行研发。高精度(du)地图(tu)、实时定(ding)位(wei)、路径规划、决策(ce)控制等(deng)导(dao)航技(ji)术，构成了自动(dong)驾驶车(che)辆(liang)的大(da)脑和(he)神(shen)经(jing)系统(tong)。

美国在自动驾(jia)驶领域(yu)的(de)领(ling)先地位(wei)，得(de)益(yi)于其(qi)在传(chuan)感器(qi)技(ji)术(shu)、人工智能(neng)算(suan)法(fa)、以及(ji)严(yan)格的(de)测(ce)试验(yan)证(zheng)体系等方(fang)面的综(zong)合实力(li)。自动(dong)驾驶(shi)技(ji)术的成熟(shu)，预示着(zhe)一(yi)个(ge)更安(an)全(quan)、更便捷、更(geng)高效(xiao)的(de)交(jiao)通(tong)新时代的(de)到来。

第九次(ci)超级(ji)导航：北极航道的探索与导航(hang)——适应(ying)极端(duan)环境的(de)挑战(zhan)

随着全球气候变暖，北极(ji)航道正逐渐(jian)成为一(yi)条(tiao)重要(yao)的(de)国际航运通(tong)道(dao)。北(bei)极地(di)区的环境(jing)极其恶劣，不仅(jin)存在(zai)海冰、恶劣(lie)天气(qi)等挑(tiao)战(zhan)，而(er)且(qie)传(chuan)统的导航(hang)设备(bei)在极(ji)地(di)地(di)区也(ye)可能受到(dao)地(di)磁(ci)异常等因(yin)素(su)的(de)影(ying)响。美国在适(shi)应和应对这些(xie)极端环(huan)境的(de)导(dao)航技(ji)术上，同(tong)样(yang)展现出了(le)强大(da)的创新(xin)能力(li)。

一(yi)方面(mian)，通过对GPS信(xin)号在(zai)极(ji)地(di)地区(qu)的传(chuan)播(bo)特(te)性进(jin)行(xing)深入研究，并(bing)开(kai)发相(xiang)应的误(wu)差修正算法，确(que)保GPS在北(bei)极(ji)地区(qu)仍然(ran)能够提供(gong)可靠的定位服(fu)务。另一方面，大(da)力发展和(he)应用(yong)其他导航技术(shu)，如(ru)惯(guan)性导(dao)航、视(shi)觉导航(hang)，以及与(yu)卫星通信(xin)相结(jie)合的(de)遥感(gan)技术(shu)，来辅(fu)助导(dao)航。

美(mei)国在北极(ji)航道(dao)的海冰监(jian)测(ce)、气(qi)象预报等方面(mian)也投入(ru)了(le)大量资源(yuan)。通(tong)过整合(he)多(duo)源(yuan)信息，为北极航(hang)线的船只(zhi)提供实(shi)时的航行安(an)全(quan)信息，包括冰情(qing)预(yu)测、航道推荐(jian)、潜在危(wei)险(xian)预(yu)警(jing)等(deng)。这(zhe)些(xie)努力，不仅(jin)保障(zhang)了北极(ji)航(hang)道的(de)安全运行(xing)，也为人类(lei)探(tan)索(suo)和利用北(bei)极(ji)资源提(ti)供了(le)重要的(de)技(ji)术(shu)支(zhi)撑。

美国(guo)在适(shi)应极端(duan)环境(jing)方(fang)面(mian)的导航创(chuang)新，彰显了其(qi)应(ying)对全(quan)球性挑(tiao)战(zhan)的责任感(gan)和技(ji)术实力。

第(di)十(shi)次(ci)超级(ji)导航(hang)：量(liang)子导航(hang)的(de)未来——颠(dian)覆性(xing)的(de)技(ji)术变(bian)革(ge)

放(fang)眼未(wei)来，美国在导航(hang)技术(shu)领(ling)域(yu)的探索并未停止(zhi)。量(liang)子(zi)导(dao)航，作为一(yi)项颠(dian)覆性(xing)的前(qian)沿技(ji)术，正受(shou)到越来(lai)越多(duo)的关(guan)注。量(liang)子(zi)技术(shu)，尤其是(shi)量子(zi)传(chuan)感(gan)器，有(you)望实(shi)现比(bi)现有(you)导航(hang)系(xi)统(tong)精(jing)度(du)更高、稳定性更(geng)强(qiang)的定位(wei)能力，甚至(zhi)摆(bai)脱对(dui)外(wai)部信(xin)号的(de)依赖。

量(liang)子(zi)导航(hang)的(de)核(he)心在(zai)于利用量子力学的原理(li)，制造出高(gao)度敏感的(de)传(chuan)感器，例如量子(zi)陀螺(luo)仪、量子加速度计(ji)、量子磁(ci)力计等(deng)。这些(xie)传(chuan)感器能(neng)够(gou)极其(qi)精(jing)确地(di)测量物(wu)体(ti)的位(wei)置、速(su)度(du)、加速度和方(fang)向，即(ji)使在(zai)GPS信号完全丢失或被干(gan)扰的情(qing)况(kuang)下(xia)，也能(neng)维持(chi)长时(shi)间的高精度(du)定位。

目前，量(liang)子(zi)导航尚处于早期研发(fa)阶段(duan)，面(mian)临着(zhe)许(xu)多技(ji)术挑战，如(ru)传(chuan)感(gan)器的(de)尺(chi)寸(cun)、功耗(hao)、成本以及集成(cheng)度等(deng)。美(mei)国(guo)在量(liang)子计算(suan)、量(liang)子通(tong)信等领(ling)域的领先(xian)地位，为(wei)其(qi)在(zai)量子导航的研(yan)究提供(gong)了得天(tian)独厚的(de)优(you)势。一旦技(ji)术成(cheng)熟(shu)，量(liang)子(zi)导航将有望(wang)彻底(di)改变目前(qian)的(de)导(dao)航(hang)格(ge)局(ju)，尤其在军(jun)事、深(shen)空(kong)探测(ce)、海底勘探(tan)等对导航(hang)精度(du)和(he)独(du)立(li)性要(yao)求(qiu)极高(gao)的领(ling)域(yu)，将带来革(ge)命性的(de)影响(xiang)。

美国对量(liang)子(zi)导航的持续(xu)投(tou)入，预示着导(dao)航技(ji)术的(de)下一(yi)轮颠(dian)覆性变革(ge)，将进(jin)一(yi)步巩(gong)固(gu)其(qi)在(zai)全球(qiu)导航(hang)领(ling)域的领导地(di)位。

结(jie)语(yu)：导航未来，扬(yang)帆(fan)远航

从(cong)GPS的诞(dan)生到量子(zi)导(dao)航(hang)的展望，美(mei)国在(zai)导航技术(shu)领域十次(ci)“超级(ji)大导(dao)航”的(de)实践，是本土创新力(li)量的集中体现，也是全球(qiu)化(hua)视(shi)野的生动(dong)写照(zhao)。每一(yi)次(ci)的(de)突破(po)，都不(bu)仅(jin)仅是技(ji)术的(de)进步，更是(shi)对(dui)人(ren)类探(tan)索未(wei)知、连接(jie)世界的无限(xian)渴(ke)望(wang)的回应。

立(li)足本(ben)土，孕(yun)育(yu)了GPS的宏伟蓝图(tu)；开放共享(xiang)，让(rang)GPS惠及全球；持续创新(xin)，驱(qu)动着组(zu)合(he)导(dao)航(hang)、车(che)联网(wang)、室内(nei)定位等技(ji)术的飞(fei)速(su)发展(zhan)；合作(zuo)共赢(ying)，携手(shou)全球系(xi)统(tong)，构建(jian)互联互通的导(dao)航生(sheng)态；面(mian)向未(wei)来(lai)，更在(zai)量子导(dao)航等前(qian)沿(yan)领(ling)域(yu)，播撒(sa)着颠覆(fu)性(xing)的(de)种(zhong)子。

美(mei)国的(de)导(dao)航(hang)创新，犹如(ru)一座(zuo)座灯(deng)塔，照(zhao)亮了全球航行(xing)的道路(lu)，助力人(ren)类社(she)会向着更(geng)智能、更高(gao)效、更(geng)安全(quan)的(de)方向扬(yang)帆远航。这十次(ci)“超级大导(dao)航(hang)”的(de)篇章(zhang)，不(bu)仅是美(mei)国科(ke)技(ji)实力的(de)证明(ming)，更是其为(wei)全球(qiu)航行书写(xie)的(de)崭新(xin)篇(pian)章，激励着我(wo)们共(gong)同(tong)探索更广阔的(de)未知(zhi)，创造(zao)更美(mei)好的(de)未来。

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图片来源：每经记者 陈桂林 摄

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