人類首次實(shí)現(xiàn)月表GPS導(dǎo)航定位！NASA三大技術(shù)方案詳解！

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2025-04-29 15:00:04 科普中國(guó)

人類首次實(shí)現(xiàn)月表GPS導(dǎo)航定位！NASA三大技術(shù)方案詳解。

2025年3月3日，NASA與意大利航天局合作開展的“月球全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收實(shí)驗(yàn)”（LuGRE）取得了歷史性成就——人類首次在月球表面成功接收并跟蹤來(lái)自地球的GPS信號(hào)。那么，這次在月球表面接收地球GPS信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人類首次月球?qū)Ш?，技術(shù)上有哪些突破？下面我們來(lái)聊聊月球?qū)Ш脚c地球?qū)Ш接泻萎愅?？目前有哪幾種備選方案？中國(guó)是否有類似技術(shù)？

首先，這一突破不僅標(biāo)志著深空導(dǎo)航技術(shù)的重大進(jìn)展，更為未來(lái)的月球探索和星際航行提供了全新可能。地球全球定位系統(tǒng)（例如我國(guó)的北斗、美國(guó)的GPS）依托于遍布全球的衛(wèi)星星座，通過精密的原子鐘和三角定位算法，在導(dǎo)航衛(wèi)星上發(fā)射導(dǎo)航信號(hào)，地面接收設(shè)備（比如我們的手機(jī)）接收導(dǎo)航信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了米級(jí)乃至亞米級(jí)定位精度。而這次的月球?qū)Ш綄?shí)驗(yàn)，通過搭載美國(guó)螢火蟲航天公司的藍(lán)色幽靈號(hào)月球著陸器，將專為捕捉極微弱信號(hào)設(shè)計(jì)的高靈敏度接收LuGRE實(shí)驗(yàn)設(shè)備送至月球表面，著陸后不久成功獲取了地球GPS系統(tǒng)的導(dǎo)航定位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了距地球超過30萬(wàn)公里遠(yuǎn)處的導(dǎo)航定位。這一成就證明了地球?qū)Ш较到y(tǒng)的應(yīng)用范圍可以擴(kuò)展到深空，為未來(lái)的月球和火星探索任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

在地球?qū)Ш綍r(shí)，導(dǎo)航芯片接收的是導(dǎo)航衛(wèi)星的主瓣信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)。但在月球上，由于接收的多為衛(wèi)星旁瓣信號(hào)、信號(hào)衰減極為嚴(yán)重及時(shí)延明顯等原因，傳統(tǒng)的地面導(dǎo)航設(shè)備難以直接套用。本次實(shí)驗(yàn)中，NASA團(tuán)隊(duì)在使用了經(jīng)過專門改造的高靈敏接收設(shè)備（相當(dāng)于更加靈敏的北斗導(dǎo)航信號(hào)接收芯片），使其能捕捉到微弱的GPS信號(hào)。NASA首次在月球上接收GPS信號(hào)的成功，不僅驗(yàn)證了利用來(lái)自地球?qū)Ш叫亲鶎?duì)深空目標(biāo)進(jìn)行定位的可行性，也為未來(lái)載人登月、月面基建和深空探測(cè)任務(wù)提供了新型導(dǎo)航手段。

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