今年是国家“十五五”规划开局之年,国家正加快以科技创新培育新质生产力,为航天科技及相关产业开拓广阔发展空间。香港特区政府亦积极推动航天科技发展,支持太空经济。香港理工大学航空及民航工程学系研发的全港首个低轨通信导航一体卫星载荷“LEO CNAV”,近日成功搭载驭星三号05卫星(又名“科创一号”),于甘肃酒泉卫星发射中心发射升空,并将开展在轨测试,标志着理大在卫星技术与航天应用领域迈出历史性一步。这项突破不但展现香港在航天科技自主研发方面的领先实力,亦为智慧城市、低空经济等新兴领域注入新动能。
理大航空及民航工程学系助理教授(研究)、系统集成与测试负责人王天奇表示,LEO CNAV由概念设计、研发测试到在轨运行,均由理大团队全程自主完成,开创本港高校独立研发卫星载荷的先河。此次经验让团队完整掌握载荷开发全流程,为未来研制更先进系统奠定坚实基础。

据介绍,LEO CNAV具备四大技术优势,包括功能整合、精准定位、低成本部署及广泛应用潜力,能为未来智慧城市基建提供全方位支援。

在功能整合方面,传统通信与导航需依赖两套独立系统运作,LEO CNAV则打破此一局限,在单一平台上同步提供通信、导航及校时服务。未来用户只需一部接收设备,便可同时获取两类功能,大幅简化系统设计。这项突破性研发早前更于第51届日内瓦国际发明展荣获金奖,获得国际认可,研发团队亦已就相关核心技术提交专利申请。
在定位能力方面,LEO CNAV可配合GPS等现有全球导航卫星系统(GNSS),提升定位系统在高楼密集城市环境下的精度。传统GPS卫星距离地球约两万公里,信号相对较弱,容易受到干扰或“欺骗攻击”,对自动驾驶及无人机运作构成安全隐患。相比之下,LEO CNAV运行于距地仅数百公里的低轨道,信号更强,加上团队自主设计的独特信号方案,可有效抵御干扰与欺骗,为智慧交通等应用提供更精准可靠的导航资讯。
为配合商业航天发展需要,LEO CNAV在设计上亦充分体现低成本、高灵活度优势。其载荷运行功耗仅约23瓦,低于一般手机充电功率,且体积小巧,可搭载于纳米卫星等小型平台。模组化设计使其可灵活“搭便车”部署于不同商业卫星之上,只需约30瓦电力及基本接口即可运作。团队同时采用商用现成元件与硬件控制成本,大幅降低发射开支,为未来大规模组网奠下基础。
LEO CNAV可望广泛服务智慧城市与低空经济发展,包括支援自动驾驶实现车道级定位、为无人机物流及城市空中交通提供精准导航,以及应用于城市基础设施监测与应急调度等场景。

卫星载荷设计师、理大航空及民航工程学系助理教授徐兵期望,透过LEO CNAV的技术积累,长远支撑物联网互联及6G天地融合网络部署,助力粤港澳大湾区建设世界级智慧城市群。展望未来,团队计划发射更多搭载LEO CNAV的卫星,逐步组建低轨星座网络,支撑智慧交通升级。
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