因應全球導航衛星系統頻繁面臨電磁訊號干擾,量子科技公司 SandboxAQ 於 2026 年 9 月宣布,成功在諾斯洛普·格魯曼(Northrop Grumman)的「伐木工」(Lumberjack)消耗性無人機上完成首次磁導航飛行測試。該項技術透過感測地殼微弱磁場進行定位,即使在完全沒有衛星訊號的情況下,仍可在陸地與海面上空維持精準導航。
抗干擾需求加劇 無人機轉向非衛星定位
隨著區域衝突與地緣政治緊張升溫,衛星訊號遭受人為干擾與遮蔽的狀況已逐漸成為常態。研究團隊調查指出,歐洲地區近年多次出現大範圍全球定位系統(GPS)運作異常,連帶影響伽利略(Galileo)與北斗等導航系統,顯示衛星定位系統容易受到外力干擾的脆弱性。
在強烈電磁干擾的環境下,一旦無人機失去衛星訊號,便可能面臨偏離航道或任務失敗的風險。因此,軍用與商用無人機領域正加速尋求不依賴外部無線電訊號的替代導航方案,以確保載具在複雜電磁環境中仍可順利運作。
多元自主導航路線:磁場、重力與量子感測
為了克服對衛星定位的依賴,全球航太科技產業正積極發展數條主要的替代導航技術路線:
- 磁導航技術:透過高靈敏度感測器讀取地表岩層的微弱磁場特徵,並與預先建立的地磁資料庫進行比對。該技術先前已在 C-17 等大型運輸機上進行實驗,如今進一步延伸至小型無人載具領域。
- 重力導航技術:利用量測地殼重力場的細微變化來計算自身位置與航向,目前已在艦艇等大型海上平台開展試驗。部分業者如澳洲 Q-CTRL 則同時研發結合磁場與重力的雙重感測技術。
- 量子慣性導航:運用量子感測技術降低傳統慣性導航系統的累積誤差,能提供長時程的精準定位,雖然目前仍處於研發階段,但被視為次世代航太定位的重要方向。
產業觀察
替代導航技術的快速突破,預示著無人載具市場將進入「去衛星化」(GPS-denied)定位能力的新競爭階段。過去無人機高度仰賴 GPS 等衛星導航,一旦訊號遭到干擾便失去作戰或飛行能力;未來多模組感測器的整合與自主導航軟體,將成為無人機製造商的核心競爭力。
對台灣航太與國防供應鏈而言,這波技術演進帶來了關鍵轉型契機。除了傳統機體結構製造之外,高精度微型感測器、磁力計、重力儀以及相關資料處理演算法的開發,將是提升本土產業附加價值的重點領域。台灣地處海島且地理環境複雜,發展具備強效抗訊號干擾能力的無人載具導航技術,無論在防禦後勤還是商用物流領域,都具有極高實用價值與市場潛力。
背景知識
全球定位系統(GPS)以及歐洲伽利略系統等全球導航衛星系統(GNSS),長期以來是航空器與無人機定位的核心依歸。然而,衛星訊號傳輸距離遠,抵達地面時強度極為微弱,非常容易受到地面的電磁干擾源反制或偽造訊號(Spoofing)干擾。
為了擺脫外部訊號受制的風險,航太領域開始大量投入「自主導航」(Autonomous Navigation)的研發。磁導航技術是利用地球岩層結構所產生的獨特地磁分布圖作為基準,結合高靈敏度量子或光學感測器,讓載具能像「比對地圖」般即時確認位置,徹底擺脫對太空衛星訊號的依賴。
常見問題
什麼是無人機磁導航技術?
磁導航技術是透過感測器讀取地殼岩層的微弱磁場特徵,並與已知地磁地圖比對來確認位置。由於不需接收外部衛星訊號,具備極高的抗電磁干擾能力。
為什麼無人機需要替代 GPS 的導航系統?
傳統衛星導航訊號容易受區域性電磁干擾或偽造訊號影響而失效。採用磁導航或重力導航等自主技術,可讓無人機在無衛星訊號環境下持續精準執行任務。
量子慣性導航目前的發展進度如何?
量子慣性導航能大幅降低傳統慣性定位的累積誤差,是次世代導航的關鍵技術。目前該技術多處於研發與實驗階段,尚未達成大規模商用。