目前的軍事導航以GPS衛星，與陀螺儀慣性導航兩者搭配為主。GPS精準但可能被干擾，所以DARPA啟動替代計畫。(圖/AI)
全球定位系統（GPS）自1990年代普及以來，已成為現代軍事與民用領域不可或缺的基礎設施。從智慧型手機導航、航空與航運定位，到飛彈導引、無人機操控與部隊指揮管制，幾乎都依賴GPS提供精確的位置與時間資訊。然而，隨著電子戰技術快速發展，GPS訊號容易遭到干擾、欺騙甚至完全阻斷的弱點也逐漸浮現。為因應未來戰場可能出現的「無GPS環境」，美國國防高級研究計畫局（DARPA）近日宣布啟動一項新研究計畫，希望研發不依賴GPS也能精確定位的次世代導航感測器。
未來的導航會納入更多的輔助系統，包括慣導、光電、紅外、雷達、AI、參考點，以克服GPS被干擾的問題。(圖/AI)
防衛部落格(Defense Blog)報導，DARPA於5月29日發布特別通知，預告將於近期正式公布PINPOINT計畫招標內容。該計畫由國防科學辦公室（Defense Sciences Office）專案經理巴韋（Sunil Bhave）負責，目標是突破現有慣性導航技術限制，降低導航系統對GPS衛星的依賴。業界與研究機構提交初步回應的截止日期為2026年7月13日。
目前全球軍事力量廣泛依賴GPS系統進行導航與定位。無論是精確導引武器、無人機、戰機、艦艇或地面部隊，都需要透過GPS提供位置資訊。然而GPS訊號來自距離地面超過2萬公里的衛星，其訊號相對微弱，容易受到電子干擾或欺騙攻擊影響。
俄烏戰爭特別突顯這項問題。俄軍在前線大規模部署GPS干擾設備，影響烏克蘭軍方的無人機與精準導引武器運作，同時也波及波羅的海地區的民航飛行。伊朗與中國也持續發展相關電子戰能力，使美軍逐漸認知到未來戰場很可能是一個「GPS受限環境」。
當GPS訊號失效時，軍事平台通常會改以慣性測量單元（IMU）維持導航能力。它是透過陀螺儀與加速度計，持續測量載具的運動狀態，並根據出發時的已知位置推算當前位置。然而IMU存在一項根本問題：誤差會隨時間累積。即使感測器只有極小偏差，經過長時間運作後也可能造成顯著的位置誤差。
目前高性能慣性導航系統多採用光纖陀螺儀（FOG）或環形雷射陀螺儀（RLG），精度極高，但體積大、成本昂貴且耗電量高，難以應用於大量部署的小型無人機、巡飛彈或一次性攻擊無人機。
相較之下，採用半導體製程生產的微機電系統（MEMS）慣性感測器成本低廉、體積小巧，已廣泛應用於智慧型手機與消費電子產品。然而DARPA指出，MEMS慣性感測器的性能近十多年來進展有限，主要原因在於現有設計始終將感測器限制在線性運作範圍內，以避免複雜的非線性效應。
PINPOINT計畫則希望反其道而行，利用非線性機械動力學、先進材料與特殊共振結構等技術，從感測器的振動與運動中提取更多資訊，進一步提高測量精度。DARPA認為，這種新架構有機會突破現有MEMS技術瓶頸，在維持低成本與小型化的同時，大幅降低導航誤差累積速度。
DARPA雖然聚焦於慣性感測器，但未來導航技術的發展方向很可能是「多源融合導航」，結合慣性導航、光學辨識、紅外線地形匹配、雷達地圖比對與人工智慧影像分析等技術。在俄烏戰爭與台海潛在衝突的背景下，「失去GPS後仍能作戰」正逐漸成為各國軍方的新需求。
2026/06/02 20:50
轉載自中時新聞網: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20260602004119-260417
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