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理財

迷路?無所謂!南澳大學讓無人機用星星導航自力更生

明日科學

更新於 2024年12月09日04:05 • 發布於 2024年12月09日04:00 • 高 詩豪

當無人機飛進 GPS 信號被干擾的戰區,它會怎麼辦?南澳大學的研究團隊給出了一個新穎的答案:抬頭看看星星。這所大學的科學家最近發表了一項研究,把古老的星象觀測技術重新搬上科技舞台,讓無人機即使在沒有 GPS 的情況下,依然能夠靠星空找到自己的位置並完成任務。

雖然 GPS 在現代航空和無人機導航中無所不在,但它也有致命的弱點。當遇到電子干擾,尤其是在像「烏俄戰爭」那樣的電戰系統環境中,GPS 訊號可能完全失效。對於軍事用途或偏遠地區的任務來說,這是一個大問題。而市面上的非 GPS 導航系統雖然能解決這個困境,但往往需要大量硬件設備與複雜算法,造價高昂且占空間,通常只有中大型無人機能承受得起。

南澳大學的團隊靈光一現,決定向古人取經。他們開發了一套基於星象導航的全新系統,專為小型無人機設計。這項技術讓無人機透過內建攝影機拍攝夜空圖像,再與內部星象數據比對,以計算出準確的飛行位置。整個過程完全依賴內部算法處理,無需 GPS 訊號或外部數據傳輸。經過測試,這套系統的導航精度可達 4 公里,足以滿足小型無人機執行任務的需求。

夜空圖像搭配內部星象數據

在高風速的環境下,模擬飛機在沒有 GPS 信號時的飛行軌跡。(圖片來源: 《Drones》)
在高風速的環境下,模擬飛機在沒有 GPS 信號時的飛行軌跡。(圖片來源: 《Drones》)

這項技術的亮點在於它的結構簡單又輕便,特別適合空間有限的小型無人機。相比其他昂貴的導航解決方案,成本低且易於安裝。此外,它的抗干擾能力更是一大賣點,能在 GPS 被干擾的環境下大幅提高無人機的可靠性。未來,這種技術不僅能在軍事領域發揮作用,還能應用於偏遠地區的長時間環境監測,比如海洋上的氣候觀測或野生動物追蹤。

透過結合古老智慧與現代科技,南澳大學成功為無人機打造了一雙「仰望星空」的眼睛,讓它們不再受限於 GPS,真正實現了飛行自由。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

首圖來源: Pixabay (CC BY 4.0)

圖片來源:Drones (CC BY 4.0)

參考論文:
An Algorithm for Affordable Vision-Based GNSS-Denied Strapdown Celestial Navigation 《Drones

延伸閱讀:
1、地空聯合出擊,國家無人機出發! 單機最大可負載一名成人,精確打擊登革熱病源

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