Inovação mundial! Equipa chinesa desenvolve tecnologia de "Navegação Óptica", imune a interferências GPS

Pergunta ao AI · Como a tecnologia de navegação óptica pode ultrapassar os limites de interferência da navegação tradicional?

【Por/Observer Network, Qiqian Qi】

Na semana passada, a Universidade Tsinghua anunciou que a sua equipa de sistemas inteligentes de micro-nível e a equipa de nanossatélites, após 20 anos de trabalho intensivo, conseguiu desenvolver com sucesso uma tecnologia e um sistema de navegação e posicionamento óptico global. Segundo a apresentação, esta tecnologia realizou a primeira iniciativa a nível internacional e tornou-se um complemento-chave para o sistema BeiDou.

Após a divulgação desta notícia, a comunicação social britânica em Hong Kong, o jornal inglês “South China Morning Post”, chamou a atenção.

“Farol no espaço — a rede de satélites chinesa anti-interferência preenche as zonas cegas do GPS”, a 30 de março, o jornal noticiou com este título que o sistema é resistente a interferências e tem elevada precisão; mesmo quando os sinais GPS não podem ser utilizados ou estão a ser interferidos, consegue ainda fornecer serviços de posicionamento para várias missões.

A reportagem também refere que a tecnologia de navegação óptica está a ser utilizada no Médio Oriente, ajudando drones a continuarem a funcionar em ambientes nos quais os sinais GPS são interferidos.

 

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A Universidade Tsinghua divulgou a notícia acima em 24 de março, afirmando que esta tecnologia melhora de forma abrangente a segurança e a fiabilidade do nosso sistema de navegação, resolvendo de uma só vez dois grandes gargalos da indústria — “impossibilidade de posicionamento por satélite rádio em ambientes de negação” (isto é, através de meios técnicos, inutilizar sistemas de navegação por satélite numa área específica) e “precisão insuficiente da localização por ótica astronómica”.

Segundo a reportagem, a tecnologia recebeu o prémio de engenharia especial “Prémio de Excelência em Pesquisa Científica de 2025” do Ministério da Educação (Prémio de Ciências Naturais e de Engenharia e Tecnologia). Os produtos relacionados já foram vendidos para quase 20 países como os EUA, Reino Unido e França.

De acordo com a apresentação, a navegação por rádio tradicional é facilmente afetada por interferências; em ambientes electromagnéticos complexos, o sinal pode falhar. A navegação por ótica astronómica também tem limitações como a baixa intensidade da fonte e a insuficiência da precisão. Para resolver estes problemas, a equipa de Tsinghua seguiu uma via diferente, instalando em satélites um farol óptico de alta luminosidade.

O responsável pela equipa, o professor Xing Fei, da Escola de Instrumentação de Precisão da Tsinghua, afirmou: “Os antigos marinheiros dependiam da navegação por faróis, e o que nós fazemos é levar o ‘farol’ para o espaço, para que o satélite emissor de luz substitua o ‘farol’ e se torne um sinal ótico fiável, orientando o rumo de tudo.”

Xing Fei disse que este sistema de navegação global, que utiliza sinais óticos como portador e tem como núcleo a medição de ângulos para posicionamento, consiste em colocar em órbita satélites uma fonte de farol ótico de alta potência e ampla cobertura, emitindo para o espaço sinais óticos que transportam informação de codificação de navegação. Depois de os recetores terrestres locais captarem os sinais e, em conjunto com a órbita precisa do satélite, aplicarem o princípio das coordenadas polares, é possível concluir o posicionamento próprio. Com base nisso, a equipa construiu a nova arquitetura de navegação óptica de “referência da fonte — cadeia de transmissão — instrumentos de medição”.

Ele afirmou que o comprimento de onda da luz é extremamente curto e só se propaga em linha reta; por isso, os sinais interferentes não conseguem contornar a difração e entrar no campo de visão do recetor. Assim, a navegação óptica não só tem vantagens naturais de resistência a interferências, como também, através de um farol óptico no espaço controlável, consegue colmatar as falhas da fonte na navegação por ótica astronómica, realizando uma inovação abrangente tanto dos métodos a nível de princípio como dos padrões de aplicação.

Atualmente, a equipa já construiu uma constelação de navegação óptica composta por 11 satélites. A tecnologia também ultrapassou o gargalo de miniaturização dos sensores óticos, conseguindo uma transição de nível de dezenas de quilogramas para a escala de centenas de gramas. Isto é apenas o começo.

Esta tecnologia tem um amplo potencial de aplicação, proporcionando soluções totalmente novas para áreas como economia de baixo altitude e exploração do espaço profundo. A equipa planeia, em conjunto com as infraestruturas de comunicação existentes, construir uma rede de reforço de navegação óptica, para resolver os problemas de zonas cegas de navegação de drones e veículos de condução automática em túneis e em condições viárias complexas.

“Planeamos implantar 37 satélites numa órbita terrestre baixa a cerca de 816 quilómetros, de modo a alcançar cobertura global para áreas dentro de 60 graus de latitude norte e sul da Terra”, explicou Xing Fei, afirmando que se trata da área que corresponde à grande maioria da população e das atividades económicas no mundo.

O “South China Morning Post” refere que a navegação óptica também tem limitações evidentes: requer boa visibilidade, e os sinais óticos são facilmente afetados pelo tempo ou por obstáculos.

Segundo a reportagem, a China já tinha utilizado tecnologia de navegação óptica em projetos de exploração lunar. Por exemplo, o veículo de exploração Chang’e 3, de 2013, dependia de câmaras para reconhecer características da superfície lunar, realizando navegação autónoma durante a fase de descida e, por fim, alcançando uma aterragem precisa.

 

 2024, local de lançamento do satélite de navegação óptica da Universidade Tsinghua — site oficial da Universidade Tsinghua 

Entretanto, a NASA (Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço dos EUA) e a Agência Espacial Europeia também estão a avançar com o desenvolvimento da tecnologia de navegação óptica.

Num relatório de 2024, a NASA afirmou que, em ambientes tão escuros e áridos como a superfície lunar, é muito fácil perder-se. Como praticamente não existem marcos visíveis a olho nu para identificar, os astronautas e os rovers têm de confiar noutros métodos para planear rotas, como a navegação óptica. No mês passado de outubro, a Agência Espacial Europeia informou que o projeto de tecnologia de navegação óptica foi oficialmente iniciado.

Na altura em que o “South China Morning Post” se debruçava sobre a tecnologia chinesa de posicionamento por navegação óptica, o Médio Oriente estava a viver uma guerra invisível: interferência do GPS.

De acordo com uma notícia da BBC (British Broadcasting Corporation) no início de março, com o eclodir do conflito militar entre EUA, Israel e Irão, a escala da guerra eletrónica está a expandir-se ainda mais para drones e sistemas de identificação automática de embarcações (AIS), interferindo seriamente na navegação das embarcações nas proximidades. Há também informações de que as forças dos EUA na região estão a utilizar sistemas de interferência para proteger as suas bases, pessoal e navios contra ataques de drones e armas guiadas.

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