Các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho biết họ đã xây dựng một mạng lưới 11 vệ tinh cho hệ thống dẫn đường quang học có độ chính xác cao, chống gây nhiễu, được thiết kế để cung cấp định vị trong những môi trường mà GPS không hoạt động hoặc bị gián đoạn – từ xe tự lái, máy bay không người lái cho đến các sứ mệnh không gian sâu.
Công nghệ dẫn đường quang học cũng đã được sử dụng trong cuộc chiến Mỹ–Israel với Iran, giúp các máy bay không người lái do những công ty như Asio Technologies và General Atomics phát triển hoạt động trong môi trường mà tín hiệu GPS bị gây nhiễu.
Trong khi các hệ thống định vị như GPS và BeiDou dựa vào vệ tinh phát sóng vô tuyến, mạng lưới mới của Đại học Thanh Hoa sử dụng tín hiệu ánh sáng được mã hóa từ các vệ tinh “hải đăng”.
Ông Xing Fei, giáo sư thiết bị đo chính xác tại Đại học Thanh Hoa và là người dẫn dắt dự án, đã ví công nghệ này với cách các thủy thủ thời cổ đại định hướng bằng hải đăng. “Những gì chúng tôi làm là đưa các ‘ngọn hải đăng’ đó lên không gian, sử dụng các vệ tinh phát sáng để dẫn đường cho mọi thứ, từ phương tiện cho đến tàu vũ trụ”, ông nói với tờ Beijing Youth Daily.
Hệ thống hoạt động bằng cách đặt các nguồn sáng mạnh trên vệ tinh để gửi tín hiệu mã hóa xuống Trái Đất. Các thiết bị thu trên mặt đất sẽ phát hiện ánh sáng này và sử dụng hướng của nó, cùng với vị trí đã biết của vệ tinh, để tính toán vị trí của mình.
Theo ông Xing Fei, do chùm ánh sáng có độ hẹp cao và truyền theo đường thẳng, nên khó bị gây nhiễu hơn nhiều so với tín hiệu vô tuyến. So với dẫn đường dựa vào các ngôi sao – vốn phụ thuộc vào nguồn sáng yếu và cố định, độ chính xác hạn chế – phương pháp này có thể cung cấp khả năng định vị chính xác hơn đáng kể.
Tuy nhiên, dẫn đường quang học cũng có những hạn chế lớn. Công nghệ này phụ thuộc vào tín hiệu ánh sáng theo đường thẳng, nên hiệu suất có thể bị ảnh hưởng bởi thời tiết hoặc vật cản. Vì vậy, hệ thống mới được thiết kế như một “bổ sung cho BeiDou”, chứ không phải thay thế hoàn toàn.
Ông Xing cho biết nghiên cứu này bắt đầu từ hơn 20 năm trước và đã đạt được ba bước tiến lớn: thu nhỏ cảm biến quang học từ kích thước kilogram xuống chỉ còn gram, mở rộng từ sử dụng vệ tinh đơn lẻ sang đa nền tảng, và phát triển từ đo trạng thái đơn giản sang định vị và dẫn đường hoàn chỉnh.
Dựa trên các công nghệ cốt lõi của dự án, nhóm nghiên cứu đã phát triển các sản phẩm hàng không vũ trụ tiêu chuẩn hóa và đã bán cho gần 20 quốc gia, bao gồm Mỹ, Anh và Pháp, theo Beijing Youth Daily.
Báo cáo không cung cấp chi tiết cụ thể về các vệ tinh, nhưng cho biết dự án đã nhận được giải thưởng cấp quốc gia hàng đầu về nghiên cứu khoa học và kỹ thuật từ Bộ Giáo dục Trung Quốc.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định kết hợp hệ thống này với các mạng lưới thông tin liên lạc hiện có để xây dựng một hệ thống dẫn đường quang học nâng cao cho môi trường tầm thấp, giúp máy bay không người lái và xe tự lái hoạt động trong các đường hầm hoặc môi trường phức tạp – nơi tín hiệu yếu.
Trong không gian sâu, nơi GPS không thể hoạt động, chỉ cần một tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo cũng có thể đóng vai trò “hải đăng ánh sáng” để dẫn đường cho các tàu đổ bộ lên Mặt Trăng và xa hơn nữa, với kế hoạch mở rộng công nghệ cho các sứ mệnh xa hơn.
Trung Quốc cũng đã sử dụng dẫn đường quang học trong chương trình Mặt Trăng của mình. Ví dụ, năm 2013, tàu Chang’e-3 (Hằng Nga-3) đã sử dụng camera để nhận diện đặc điểm bề mặt và dẫn hướng trong quá trình hạ cánh, giúp thực hiện một cú đáp chính xác xuống Mặt Trăng.
Theo SCMP
