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结合多年的科研工作与近期的几次科普工作,对导航技术产生了一些段性的思考。本来是团队内部交流,现发于团队公众号,既用于自勉,也供交流讨论。以下内容难免片面,敬请批评指正。
向未知前行:我所理解的导航,与“砺行”
① 导航无所不在
定位导航已经融入我们的日常生活与社会运行。打车、外卖、物流、应急救援、施工调度,都需要回答什么时间,在什么位置,往哪里去?导航提供的不仅是方便,更是安全与发展。
② 导航的前世:神话中的生存智慧
轩辕黄帝造指南车,是在迷雾中保持方向;大禹治水,是对自然与空间秩序的认识;夸父逐日,则以天体作为方向参照。这些神话是在未知环境中形成的方向意识与空间认知,体现了人类的智慧。
③ 导航的发展:历史上的开拓壮举
从神话走向生活,导航开始支撑人类真正走向远方。郑和下西洋依靠海图、水罗盘与牵星板,在茫茫大洋中完成远航;人类登月、探火,则依托远程测控、自主推算、特征匹配、组合导航等技术,构建起现代导航体系。
每一次踏向未知的远方,不只是勇气的飞跃,更是科学技术的积累。导航技术的发展始终伴随人类扩展认识边界、探索世界能力的升级。
④ 导航的今生:科学指引下的精妙实现
从古到今,导航的应用场景在变,工具在变。传感器不断低成本化,系统从单一传感器、单一技术、单一平台,发展为多传感器、多技术、多平台协同。AI技术的出现更带来了更多活力。但原理始终未变:至今依然依靠对位置与运动的估计,依然依靠对距离、角度、光度等信息的测量,依靠几何交会定位、航位推算与数据库匹配等方法。
⑤ 导航的智能:从生物本能到人工智能
在自然界中,鸽子、海龟、蜜蜂、沙蚁、三文鱼等动物,各自演化出高效而可靠的导航机制,至今仍令人工系统难以企及。正因如此,导航被视为智能的核心能力之一。正如刘经南院士提出PNT智能与智能PNT,李德仁院士提出时空智能学,李飞飞院士将空间智能视为迈向通用人工智能的关键支柱。时空智能无所不在,也将深刻影响未来的发展方向。
⑥ 导航的未来:未知空间的自主探索
导航问题解决了吗?远没有。深空、深地、深海、人体内部,仍有很多未知空间等着我们去探索。
正如2024年6月24日,总书记在全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会上的讲话指出,“当前,新一轮科技革命和产业变革深入发展。科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力,不断突破人类认知边界”。
未来的导航,一定会走得更远,进入从未有人到过、甚至难以想象的空间;也一定会变得更小,融入生活与身体,服务生命健康。
⑦ 导航的精神:指引方向的北斗之光
北斗系统从构想、论证到全面建成,跨越数十年,汇聚数十万科研人员持续攻关,最终让中国在时空上拥有了自己的坐标。
导航的精神不止于技术本身,而在于向着目标不断前行。过程中一定会有迷雾、干扰与误差,也可能走错路,但只要方向还在,就能不断修正;只要目标明确,就不会真正迷失。导航,指引的不只是方向,更是前行的勇气与智慧。
⑧ 为什么我们团队叫“砺行”
“砺行”,取自砥节砺行。“砥”为细磨石,“砺”为粗磨石,强调在反复磨砺中实现能力与品格的提升;“节”指气节与操守,“行”则是持续的实践过程。它所表达的,不是舒适环境下的成长,而是在外部挑战中不断修正、持续前进的能力。
这正是我们团队关注的核心 -- 面向未知与复杂环境的导航能力建设。“砺行”是一种态度,也是一种能力,是我们团队成员、也是未来无人系统应当具备的能力,以此自勉。
我们希望在GNSS受限、环境复杂、条件多变的场景下,依然具备稳定的方向感与持续前行的能力,从而支撑无人机低空自主飞行、机器狗自主巡检与作业、机器人走进千家万户。希望把“在未知中不迷失方向”这一能力,转化为可部署、可复用、可扩展的基础能力。这既是我们当前的研究工作,也是“砺行”所承载的实践目标。

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