低空經濟|理大研低軌通信導航一體衛星載荷 成功升空展在軌測試
香港理工大學一直深耕航天科技領域,其航空及民航工程學系研發的全港首個低軌通信導航一體衛星載荷「LEO CNAV」,最近成功搭載馭星三號05衛星(又名「科創一號)」,在甘肅酒泉衛星發射中心發射升空,將開展在軌測試。今年為國家「十五五」規劃開局之年,國家正加速以科技創新培育新質生產力,港府亦推動航天科技發展,支持太空經濟。理大此項研發突破,展現本港航天科技自主研發的領先地位,亦為智慧城市、低空經濟等領域發展注入新動力。
系統集成與測試負責人、理大航空及民航工程學系助理教授(研究)王天奇博士表示,LEO CNAV從概念設計、研發測試到在軌運行,均由理大團隊全程自主完成,開創本港高校獨立研發衛星載荷先河。這次經驗讓團隊完整掌握載荷開發流程,為日後研製更先進的系統打下堅實基礎。
單一平台整合通信與導航 打破傳統局限
LEO CNAV具備四大技術優勢——功能整合、精準定位、低成本部署及廣泛應用潛力,為未來智慧城市基建提供全方位支援。功能整合方面,傳統上,通信與導航依賴兩套獨立系統分別運作;LEO CNAV打破這一局限,在單一平台上同時提供通信、導航及校時服務,大幅簡化系統設計。該突破性研發早前在第51屆日內瓦國際發明展榮獲金獎,研發團隊亦已就相關核心技術提交專利申請。
配合GNSS提升定位系統 於城市環境抵禦干擾
定位方面,LEO CNAV可配合GPS等現有的全球導航衛星系統(GNSS),能提升定位系統在高樓密集的城市環境下的精度。傳統GPS衛星距離地球約兩萬公里,信號較弱,容易受到干擾或「欺騙攻擊」,對自動駕駛及無人機構成安全隱患;而LEO CNAV運行於僅數百公里外的低軌道,信號更強,加上團隊自主設計的獨特信號方案,有效抵禦干擾與欺騙 ,為智慧交通等應用提供精準導航信息。
體積小巧便於不同商業衛星 降低發射成本
在設計上,LEO CNAV充分考慮商業航天需求。載荷運行功耗僅約23瓦,低於一般手機充電功率,且體積小巧,可搭載於納米衛星等小型平台。模組化設計便於在不同商業衛星「搭便車」,僅需約30瓦電力及基本接口即可部署。團隊並採用商用現成元件和硬件控制成本,大幅降低發射成本,為未來大規模組網奠定基礎。
可廣泛應用於智慧城市與低空經濟
LEO CNAV為定位及導航技術帶來嶄新突破,可廣泛應用於智慧城市與低空經濟,包括支援自動駕駛車輛實現車道級定位、為無人機物流及城市空中交通提供精準導航,以及應用於城市基礎設施監測及應急調度。
衛星載荷設計師、理大航空及民航工程學系助理教授徐兵教授指稱,低軌導航和天地融合通導一體化,是未來全球空間信息基礎設施的演進方向,希望透過LEO CNAV的技術積累,長遠而言可支撐物聯網互聯及6G天地融合網絡部署,助力大灣區打造世界級智慧城市群。
團隊計劃組建低軌星座網絡 支撐智慧交通升級
展望未來,團隊計劃發射更多搭載LEO CNAV的衛星,逐步組建低軌星座網絡,支撐智慧交通升級。項目負責人、理大航空及民航工程學系航空工程講座教授溫志湧教授表示,「LEO CNAV升空標誌理大邁入新里程。我們將持續深化航天科技創新,培育人才並拓展國際合作,為香港商用航天事業及大灣區科技發展貢獻力量」。
在推動航天研發的同時,理大亦致力培育專才。理大今年開辦全港首個「衛星工程理學碩士」課程,涵蓋衛星軌道動力學、航天器系統、載荷設計及新太空經濟等範疇,為本港及國際航天發展培育新一代專業人才。