1.Inside GNSS网站刊载文章《ADS-B数据GNSS干扰测绘机制及三项常见误读分析》。
2026年8月13日,GPSPATRON首席执行官兼创始人马克西姆·巴罗兹卡(Maksim Barodzka)在Inside GNSS发表署名分析文章,系统梳理基于广播式自动相关监视(ADS-B)数据的全球导航卫星系统(GNSS)干扰测绘机制、局限及三项常见认知误区。文章指出,GPSJAM和GPSwise等公共干扰地图依赖ADS-B Exchange、OpenSky Network等数据源。在检测机制方面,此类地图主要依赖ADS-B报文中嵌入的导航完整性类别(NIC)和导航位置精度类别(NACp)指示:同一区域多架飞机同时报告精度降级,系统即标记潜在干扰区。GPSJAM将NIC/NACp指示聚合为按严重程度着色的六边形网格,颜色代表各六边形内报告低导航精度飞机的百分比;GPSwise由SkAI Data Services开发,依托OpenSky Network,通过NIC降级检测干扰,并通过轨迹异常检测欺骗,后者仍更具实验性。文章梳理三项常见误区:其一,将GNSS干扰仅视为航空问题,却忽视美国国家标准与技术研究院(NIST)记录的金融、电信、电力行业对GPS授时的依赖,飞机实为传感器平台而非唯一受影响域;其二,常处红色区域但系统运行正常,忽略高度差,飞机巡航高度8000至12000米天线视距达数百公里,地面授时接收机因地形、建筑和天线朝向而射频环境迥异;其三,“飞机未坠即无危险”颠倒因果,干扰足以使万米高空飞机报告的GNSS完好性降级时,位于干扰源附近地面的信号功率可能严重,缺乏航空级冗余的地面系统风险更大。文章进一步分析,ADS-B地图无法提供特定地点的地面射频条件,也无法检测低功率局部干扰;飞机安装细节、天线方向图和机身衰减使航空监测仅能捕获高功率干扰,时间聚合亦可使短暂强干扰令六边形变红。文章提出,99%依赖GNSS的基础设施运行在地面,因此需部署地面传感器测量实际保护位置的射频环境,并与ADS-B区域态势形成互补。文章结论认为,可见性不等于防护,红色六边形只是调查起点。

2.英国GMV公司演示具备月球表面导航能力的混合PNT架构。
Inside GNSS网站2026年8月11日报道,英国GMV公司在欧洲航天局导航创新支持计划资助下,牵头完成LUPIN项目,演示了混合导航架构“ANIME”,旨在为未来月球车提供稳健的定位、导航与授时(PNT)能力。LUPIN项目针对当前月球导航的核心局限提出了解决方案。传统方法高度依赖相对传感器,如惯性测量单元(IMU)和视觉里程计(VO),虽能提供连续运动信息,但误差随时间累积;而绝对定位则需依赖计算密集型地形匹配或间断性的地基跟踪。新兴的月球无线电导航服务,如月球光通信与导航服务(Moonlight LCNS),提供了实现类GNSS绝对定位的可能性。ANIME架构将上述能力进行紧耦合多传感器融合,其PNT引擎采用扩展卡尔曼滤波器,融合了IMU测量数据、射频(RF)绝对定位、视觉里程计、星敏感器姿态测量以及数字高程模型(DEM)辅助信息。该架构既可运行于使用真实GNSS测量的地球配置模式,也可运行于使用模拟LCNS/月球GNSS数据的月球配置模式。为支撑真实测试,项目开发了名为LUSIM的模拟环境,可将地面月球车轨迹转换为代表性月面场景。LUSIM能够生成合成LCNS/GNSS伪距、多普勒和载噪比测量数据,同时建模可见性、卫星几何构型、信号误差与故障,使ANIME滤波器能在月球特定射频条件下接受评估,无需实际月球导航基础设施。系统在GMV的RAPID月球车平台上进行了测试,在牛津郡完成调试性试验后,最终野外测试在加那利群岛富埃特文图拉岛开展,覆盖昼夜不同时段及不同行驶速度。在整个测试活动中,地球配置模式最佳95百分位三维位置误差低于6米,月球配置模式低于8米;对应速度误差分别低于0.1米/秒和0.2米/秒,姿态误差均保持在2度以内。LUPIN发现射频几何构型与信号可用性是性能的主要决定因素;相对传感器改善了连续性与鲁棒性,但并未实质提升绝对定位精度。稳定的动态运行需要至少三个RF测量值并结合DEM约束。这些结果表明,LCNS可在月球车局部地图与月球全球参考框架之间建立直接联系,从而支持更长、更快的穿越,降低任务规划复杂度。

3.美国初创公司Dirac Labs实地测试量子传感器降低GPS依赖。
2026年8月10日,据《电子工程时报》(EE Times)报道,美国量子传感器初创公司Dirac Labs正在实地测试其量子传感器,以期降低对GPS及其他星基导航系统的过度依赖。Dirac Labs联合创始人兼首席执行官桑凯特·德什潘德(Sanket Deshpande)在接受采访时指出,GPS欺骗可导致灾难性后果,公司已与未具名的防务领域飞行器及航电制造商,以及从事地下和水下定位的国际企业展开合作,验证其平台可行性。公司正通过融合公开域中长达70年的美国各地航空磁测数据,绘制地球磁图,以此使系统摆脱卫星束缚。该公司构建了自有融合引擎,并利用近几个月的AI研究将模型量化,使其体积更小、能力更强,可部署于微型芯片之上,无需将数据发往云端处理。硬件方面,Dirac Labs采用钻石中的氮-空位中心作为原子级传感量子比特,其技术栈集成Nvidia Jetson Orin Nano模块以提供小型低功耗嵌入式计算,并计划后续以FPGA替换。钻石基材上加装的光子层可增强光提取能力并提升灵敏度,整个系统保持室温下工作,封装为5×5厘米立方体。公司在美国芝加哥地区与Great Lakes Crystal Technologies及芝加哥大学衍生企业staC12等钻石代工厂合作,并计划在标准CMOS代工厂(如SkyWater)以低批量多项目晶圆方式生产,以逐步降低成本、扩大产量。Deshpande将拒止区域导航(本质即反GPS干扰)列为核心应用,涵盖空中、地下及水下环境,可用于海底电缆和资产保护以及全球90%以上未测绘海床的制图。在竞争层面,Deshpande确认除Q-CTRL和Google旗下SandboxAQ外,中国也在发展量子传感技术。他强调Dirac Labs通过半导体路线而非定制化传感器实现可扩展性,从而削减成本,并认为美国目前仍然领先,但中国是需要密切关注的竞争对手。

学术动态
迈向磁导航统一的地球物理数据需求(Towards unified Geophysical Data Requirements for Magnetic Navigation)
2026年6月12日,本论文为SandboxAQ发布、提交至arXiv的预印本白皮书,由SandboxAQ机构三位研究人员撰写,核心围绕地磁导航(MagNav)配套地球物理数据统一标准展开研讨,立足于团队大量实景飞行试验经验,回应美国政府对GNSS抗干扰备份定位授时技术的迫切需求。白皮书开篇点明,GPS、GNSS存在水下无法使用、易受欺骗与压制干扰的固有短板,全球多地冲突区域、大型城市常态化出现导航信号失效,地磁导航依托稳定全球地磁场实现绝对定位,是极具落地潜力的备用PNT方案,现有飞行实测已验证其实用价值,美军C-17、C-130J、F-16等机型及空客合作飞行项目均完成长时可靠测试,定位精度远优于无辅助惯性导航系统,但地磁导航规模化落地的核心瓶颈在于地磁异常地图的数据规范缺失。
现有地磁数据集分属NOAA、USGS、国际地磁与高空物理协会等多机构,包含海洋航测、区域大陆、全球多套模型,但这类数据最初服务地质勘探、自然资源开采,并未匹配地磁导航的独特需求,不同数据集坐标系、分辨率、误差标注、处理流程互不统一,无法直接适配商用与军用导航设备。白皮书将地磁导航划分为两大完全区分的应用场景,并分别提出分层数据规范建议,一是面向机载、舰载设备部署的业务化地磁导航,设备存在体积功耗算力限制,需要一套全球统一融合的地磁异常数据集,采用标准化WGS84类坐标系,保留原始最高空间分辨率、附带可查询三维空间误差估值,采用无版权封闭格式存储,支持按区域拆分轻量化调取,同时配套完整数据处理文档并建立定期更新机制,且数据处理不得使用地质勘探常用的极点归一等滤波手段,保证数值与传感器实地测量结果一致;二是地磁导航研发场景,面向高校、实验室算法迭代与原型试飞,除统一融合成品数据外,必须开放原始航测原始数据、多版本中间处理文件,同步提供原始测绘报告、太阳活动校正记录等完整元数据,搭建可按飞行高度、分辨率、误差范围检索的可视化数据库,同时兼容专业地物处理软件专用格式,矢量地磁数据作为前沿研究内容,优先在试验场地配套供给。
白皮书提出一项关键标准化改进方案:现行全球地磁场模型WMM仅展开至12阶球谐函数,而地磁异常场计算统一采用13阶标准,二者阶数不匹配会引入定位偏差,建议后续WMM版本拓展至13阶,且全球地磁数据集统一采用同一版核心地磁场模型做基线扣除,消除不同区域数据基线偏移带来的定位误差。文章还重点讨论专用地磁导航试验场的建设规划,试验场需覆盖海陆多地形、高低空不同高度,兼顾民航、军机、无人机试飞需求,避开高密度空域管制限制,同时配套水下、矢量地磁等特殊数据集,多区域布局降低试飞成本,试验场产生的数据对比结论将反向完善地磁数据标准。
文末总结了地磁导航是保障韧性定位授时的核心技术,统一的地球物理数据规范是技术规模化应用的基础,倡议各国军方、测绘机构、企业与学界组建专项工作组,短期落地标准化数据库、通用试验场、带误差标注的地磁数据集三类试点工作,通过多方协同制定统一数据要求,推动地磁导航从试验验证走向可靠规模化装备应用。
当5G NTN遇上GNSS:在叠加5G波形下追踪GNSS信号(When 5G NTN Meets GNSS:Tracking GNSS Signals under Overlaid 5G Waveforms)
2025年10月20日,该论文发布于arXiv平台,由卢森堡大学跨学科安全、可靠与信任中心的研究团队撰写,依托卢森堡国家研究基金会SMS2项目资助,首次针对叠加5G NTN波形环境下GNSS信号跟踪与导航电文解调开展量化分析,聚焦低轨卫星联合通信定位(JCAP)方案的接收机性能验证。
论文开篇指出GNSS是定位导航授时体系核心,但极易受干扰、欺骗,低轨5G非地面网络星座凭借信号功率强、时延低、几何构型更优的特性,可构建高韧性备用PNT体系,联合通信定位技术复用通信信号同时实现数据传输与测距,是3GPP 5G NTN演进的核心方向。现有相关研究多侧重通信链路吞吐性能,缺少贴合低轨卫星高多普勒动态场景、以GNSS接收端为核心的实测仿真分析,同时低轨卫星每秒数百赫兹级多普勒变化,会大幅超出传统GNSS接收机环路适配范围,成为落地关键阻碍,这也是本文研究的核心切入点。文中梳理了此前叠加导航信号通信波形相关成果,证实DSSS叠加OFDM混合波形具备可行性,但填补了GNSS跟踪解调性能量化评估的研究空白,并明确三项核心创新:仅小幅改动即可复用传统GNSS芯片、搭建低轨多普勒场景仿真框架量化误码率与子帧解码成功率、测算出可靠导航解调对应的多普勒速率临界阈值。
文章完整阐述整套系统架构与信号数学模型,低轨5G卫星以低功率DSSS方式叠加GPS L1 C/A导航信号至OFDM下行波形,卫星端可搭载GNSS驯服振荡器实现纳秒级时间同步,也能通过星载原子钟独立授时;地面终端共用一副天线,射频信号经功分器分为两条链路,一路供给5G调制解调器完成宽带通信,另一路经射频调理后送入小幅修改的传统GNSS接收机,同时统一对齐20毫秒5G帧与GNSS导航比特边界,提升相干积分与比特边沿检测稳定性。混合信号模型定义信号干扰比SIR表征发射端GNSS与5G信号功率分配,信干噪比SINR综合接收端干扰与噪声影响,低轨信道仅保留二阶多项式多普勒畸变作为核心损伤,暂不考虑路径损耗与多径以隔离多普勒带来的跟踪性能损耗。针对低轨极端多普勒动态,接收机采用二阶FLL辅助三阶PLL的载波跟踪环路,搭配频率辅助二阶延迟锁定环完成码跟踪,分捕获、粗跟踪、精跟踪三阶段动态调整环路带宽,适配大范围多普勒频偏。
研究搭建蒙特卡洛仿真平台开展性能测试,选取1200公里高度低轨卫星、S波段2GHz载波、手持终端作为标准场景,通过轨道传播统计多普勒变化分布,按33%、66%、99%分位数划分低、中、高三类动态区间,设置-10dB、-20dB、-30dB三组SIR梯度,以导航比特误码率、完整子帧解码成功率两大指标评判接收可靠性,将子帧解码成功率0.9设为可靠工作基准。仿真结果显示低动态场景下接收机可在宽泛SINR区间稳定达标,中等动态仅出现小幅性能衰减,高多普勒动态则会造成解码成功率大幅下跌;进一步多普勒阈值测试得出不同动态等级下接收机失锁临界多普勒速率,超出阈值后跟踪环路快速失锁、导航电文完全无法解调,证实多普勒动态是限制该叠加定位方案落地的核心瓶颈。
文末总结,这套少量修改传统GNSS接收机、帧对齐DSSS叠加OFDM的JCAP方案,在低、中等低轨多普勒环境下可稳定完成导航电文解调,测算出的多普勒锁定阈值可为卫星发射功率分配、辅助定位策略设计提供量化依据。后续研究将对比GPS与伽利略叠加信号性能,拓展600公里、300公里等不同轨道高度低轨场景,优化矢量跟踪、自适应环路带宽等抗高动态算法,同时完善适配商用GNSS芯片的射频前端适配方案。