1.NASA联合ISISPACE发射GRITSS立方体卫星,旨在将地球参考框架精度提升至1毫米级。
SatNews网站2026年7月9日报道,7月7日,美国国家航空航天局(NASA)的GRITSS(小型卫星大地测量基准仪器应答器)技术验证航天器,通过SpaceX猎鹰9号火箭Transporter-17小卫星拼车任务,从加利福尼亚州范登堡太空军基地成功发射升空。GRITSS是一颗12U-XL立方体卫星,由NASA戈达德太空飞行中心、马萨诸塞大学洛厄尔分校与荷兰小卫星制造商ISISPACE联合开发。该卫星搭载GPS接收机、超稳振荡器、S/X波段发射器及激光后向反射器阵列,通过实时捕获GPS信号并上变频广播至地面,使全球导航卫星系统(GNSS)、甚长基线干涉测量(VLBI)和卫星激光测距(SLR)三种地面观测技术可同时对其进行跟踪,旨在消除独立地面观测网络间的站点连接误差,实现地球科学十年调查提出的1毫米国际地球参考框架精度目标。发射集成由SEOPS完成,采用ISISPACE QuadPack部署系统。卫星运行于低地球太阳同步轨道,计划正常运行至少一年,初始阶段将向马里兰、得克萨斯和夏威夷的NASA跟踪站广播信号,早期轨道调试由ISISPACE运营中心管理。

2.PNI Sensor网站刊发文章《使用RM3100磁力计的无人机导航稳定性》。
2026年7月8日,PNI Sensor网站刊发文章指出,俄乌前线俄军电子战系统持续对卫星导航实施干扰、欺骗,让乌军无人机长期处于无GPS可用的作战环境,仅依靠惯性导航易出现误差漂移。PNI公司研发的RM3100磁感应磁力计成为乌军各类无人机保障航向稳定、提升任务可靠性的关键配件。该磁力计依托磁感应技术,具备低噪声、高灵敏度、无偏置漂移、无温度漂移等优势,可适配低空贴树飞行、电磁干扰密集、城市复杂地磁等恶劣战场环境,弥补传统MEMS磁力计易受干扰、误差大的缺陷;它能提供稳定地磁基准信号校正惯性传感器漂移,融入多层融合导航架构后,可为无人机提供导航冗余支撑航迹推算与多传感器融合算法,帮助无人机精准贴合预设航线、稳定盘旋、精准末端制导并提升战场测绘情报精度;该传感器适配商用四轴、自制固定翼、长航时侦察及改装攻击等多类型乌军无人机,还拥有宽温域、抗震动冲击、低功耗、少校准等适配野战部署的特性,经过大量航空、军工设备实地验证;其在俄乌冲突中的实战应用也印证了高精度地磁传感在拒止卫星导航场景下的核心价值,预示未来各类冲突、民用无人机管控、自主无人装备发展中,具备战场实测性能的地磁传感器将成为多层导航系统里不可或缺的核心部件,推动无人装备在失去卫星信号时依旧保持自主稳定导航能力。

3.以色列企业成功完成量子原子钟实验室外演示,旨在对抗GPS信号干扰。
NextGen Defense网站2026年7月9日报道,以色列企业Quantum X Labs成功完成了基于拉姆塞相干布居数囚禁(Ramsey-CPT)平台的高精度量子原子钟实验室外演示试验,系统在试验中保持了高度精确的计时。该技术未来可应用于军事平台、无人系统、通信网络、航空航天、数据中心及电网等领域。公司首席科学家尼尔·沙龙(Nir Sharon)表示,该原子钟是公司更广泛量子传感战略的基础组成部分,与光学陀螺仪、惯性传感等技术共享核心能力。公司计划进一步提升性能、缩小体积并推进芯片级系统集成。此次演示的背景是:GPS信号在对抗环境中面临干扰、欺骗和网络攻击等威胁,美国政府问责局已就此发出警告,美国国防高级研究计划局也启动了“稳健光学时钟网络”项目以推进替代性精密计时技术。

学术动态
一种基于卡尔曼滤波器的实时航空航天GNSS应用跟踪环路设计,具有最小拉出概率(A Kalman Filter-Based Tracking Loop Design for Real-Time Aerospace GNSS Applications with Minimum Pull-Out Probability)
2026年6月22日,该论文发表于TechRxiv,作者J. Fermín Llorente、Javier A. Smidt、Pedro A. Roncagliolo和Ramón López La Valle均来自阿根廷拉普拉塔国立大学电子工程系电子导航与电信系统研究组(SENyT),其中第一作者同时隶属于阿根廷国家科学与技术研究理事会(CONICET)。该论文针对高动态航空航天GNSS接收机中载波跟踪环路的实时实现问题展开研究。在运载火箭或探空火箭等场景中,接收机在发射前的静态阶段完成信号捕获和锁定,随后必须承受发动机点火瞬间产生的加速度阶跃(建模为具有无限急动度的加速度阶跃)。传统的锁相环(PLL)设计面临带宽限制的固有缺陷,在强动态应力下容易失锁。卡尔曼滤波器(KF)因其能够融合高保真度的接收机动力学和时钟误差模型,理论上具有自适应优化跟踪性能的优势,但现有KF公式普遍忽略了硬件相关器带来的处理延迟这一关键制约因素。
论文的核心贡献是提出了一种修正卡尔曼滤波器(Modified KF,mKF)。在传统的KF公式中,测量更新要求当前历元的先验估计在相关器配置前可用,但在硬件相关器架构下,处理延迟使得这一假设无法成立——后验估计在下一历元的相关计算已经开始后才完成,导致无法及时配置本地复制信号。mKF通过重新定义输出矩阵H = [1 -T T²/2],将当前测量值与上一历元的后验相位估计进行比较,从而在算法层面天然地纳入了处理延迟。这一修改使得mKF在实际硬件实现中保持了最优性。在滤波器参数整定方面,论文提出了一套系统化的方法。过程噪声协方差矩阵的尺度因子S_j(表征用户动力学中未建模的急动度噪声功率谱密度)是关键的整定参数。论文基于稳态KF与维纳滤波器的等效性,推导了mKF的闭环传递函数,计算了噪声等效带宽B_N,并进一步推导了失锁概率(Pull-Out Probability,POP)的解析表达式。POP定义为在UFA(Unambiguous Frequency Aided)鉴相器线性范围外发生连续历元相位误差超越π/2阈值的概率。考虑到mKF因包含时钟动力学模型而具有更长的瞬态响应,论文引入了α_p修正因子对POP公式进行校正。蒙特卡罗仿真验证了该解析公式在阈值以上区域的准确性,并揭示了每个动态应力水平下存在一个最优的S_j值使POP最小化。
论文通过GNSS信号模拟器和实时硬件接收机对mKF进行了验证。在信号模拟器测试中,mKF成功跟踪了高达40g的加速度阶跃,即使在为20g设计的整定参数下处理40g动态(欠整定)时仍能保持锁定,展现了良好的鲁棒性。在实时硬件验证中,mKF被实现在SENyT团队开发的基于FPGA和LEON3处理器的实时GPS接收机上,使用真实的温度补偿晶体振荡器(TCXO),成功在5g和20g加速度阶跃下维持锁定,相位误差被严格约束在UFA线性范围内。论文还将mKF与最优单延迟数字PLL(DPLL)进行了全面的性能对比。在相同的噪声等效带宽下,mKF达到了与DPLL相等的相位误差方差,但在频率和频率变化率等高阶状态估计上实现了更低的误差(例如在58.2Hz带宽下,mKF的频率标准差为0.45Hz,而DPLL为0.81Hz)。更为关键的是,在20g加速度阶跃下,mKF在B_N = 28.8Hz处达到30.7dB-Hz的最低跟踪阈值,而DPLL在B_N低于约55Hz时完全无法维持锁定。DPLL需要将带宽大幅提升至100Hz才能接近mKF的灵敏度,但此时噪声显著增大,高阶状态估计质量严重下降。这一结果表明,mKF在DPLL无法企及的低带宽区域依然保持锁定能力,同时在高阶状态估计上具有结构性优势,使其特别适合高动态航空航天应用。
小卫星的卫星重力测量:测距有效载荷的指向、捕获和跟踪单元的设计和分析(Satellite gravimetry with small satellites: design and analysis of a pointing, acquisition and tracking unit for a ranging payload)
2026年4月,该论文发表于《CEAS太空杂志》。低低模式卫星间跟踪(ll-SST)是卫星重力测量反演地球重力场的核心技术,可实现全球多类质量迁移过程连续观测,也是目前唯一可全球监测地下水变化的技术手段。现有GRACE-FO任务及规划中的MAGIC星座均采用传统大卫星平台,存在成本高、时空分辨率受限的问题,时间混叠效应是核心误差源;多组小卫星星座可有效缓解该问题,但此前缺乏适配小卫星平台、同时满足ll-SST微米级测距精度的载荷方案——现有GRACE-FO的KBR、LRI系统结构复杂无法小型化,小卫星现有测距方案最高仅达厘米级,无法满足重力测量需求。
本文基于动态光学测距与授时(DORT)技术,首次设计了适配小卫星平台的ll-SST激光测距载荷完整架构,为低成本小卫星重力测量提供了可行方案。该载荷采用收发共孔径单向光学设计,核心含四大模块:DORT测距系统、>20dB增益双向光放大器、指向捕获与跟踪(PAT)单元及配套控制通信电子学系统,研究核心聚焦于PAT单元的设计、组件选型与光学容差分析,这也是首个专门面向小卫星重力测量场景研发的PAT单元。
研究明确载荷顶层设计需求:微米级测距分辨率、星间工作距离200km、数据更新率10Hz、载荷体积不超4U、工作于500km以下近地轨道。据此完成PAT单元全链路设计与核心组件选型:快速转向镜(FSM)选用5mm直径梳齿驱动静电式MEMS器件,控制频率500Hz、机械偏转范围±50mrad,可覆盖±10mrad精指向需求,解决了传统大尺寸FSM质心偏移与平台干扰问题;准直器选用11.2mm焦距透镜配合热扩芯(TEC)光纤,提升入射角容差与耦合效率;扩束镜采用10倍放大率开普勒式设计,出光孔径50mm,适配链路光束发散要求;四象限光电二极管(QPD)作为精指向闭环反馈元件,提供实时光束位置偏差信号。
本文通过KrakenOS开源光学仿真工具完成PAT单元全链路光学容差分析,明确核心公差阈值:光学元件每1°倾斜会导致像面光纤处10μm位置偏移,每1μm线性位移会导致像面0.5μm位置偏移。为满足容差要求,需采用超低膨胀玻璃制备核心光学元件,或对载荷实施1K精度温控,该方案已有同类载荷工程验证。同时完成DORT系统性能验证与链路预算分析:实验室测试显示,DORT系统在100ms积分时间下可实现600nm测距精度,满足ll-SST微米级分辨率要求;双向光放大器可有效补偿200km星间链路约90dB双程传输损耗与15dB光纤耦合损耗,保障链路信噪比。
本文核心创新点:首次完成适配小卫星ll-SST重力测量的PAT单元设计与性能分析,验证了DORT技术的工程可行性,突破了传统任务对大卫星平台的依赖,为低成本多星重力观测星座建设奠定了核心技术基础。研究表明,所设计的PAT单元可满足200km星间光链路的建立与维持需求,通过精密装调与热控可满足光学容差要求。后续需开展小卫星系统级设计,分析载荷间相互作用,完成标定方案验证,推进载荷样机研制与环境试验。