鄭勇，劉新江，李崇輝

1. 信息工程大學(xué) 地理空間信息學(xué)院，鄭州 450001

2. 32021 部隊，天津 300140

導(dǎo)航是引導(dǎo)行人和運動載體沿一定路線從一點運動到另一點的技術(shù)方法。天文導(dǎo)航是人類最早發(fā)明的導(dǎo)航方法之一。它通過觀測日月星辰，在陸地上確定位置和方向，在大海中確定船位和航向，在空中為飛機領(lǐng)航，在太空中測定航天器姿態(tài)，甚至在深空為飛行器及月球和火星探測器導(dǎo)航[1-2]。

長期以來，天文導(dǎo)航都是通過肉眼或望遠鏡接收天體可見光來實現(xiàn)的。直至20世紀才擴展到紅外、射電、X射線等波段，出現(xiàn)了紅外天文導(dǎo)航、射電天文導(dǎo)航和X射線脈沖星導(dǎo)航等[3-4]。所以，目前天文導(dǎo)航已不僅局限于可見光導(dǎo)航。為加以限定，常將基于接收星體可見光實現(xiàn)的導(dǎo)航稱為“星光導(dǎo)航”；星敏感器也特指用于接收和感應(yīng)恒星可見光實現(xiàn)導(dǎo)航的設(shè)備，簡稱“星敏”。

星敏作為星光導(dǎo)航最主要的設(shè)備，在航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用已得到迅速發(fā)展，但在陸地導(dǎo)航中的應(yīng)用卻相對較少。這與陸地星光導(dǎo)航受氣象因素和應(yīng)用環(huán)境的制約有關(guān)，它要求應(yīng)用于室外開闊地、視野無遮擋、無強光干擾源和無雨雪天氣等。傳統(tǒng)星敏在地面上一般只有在晴天無云的夜晚才能感應(yīng)到星光，因而無法實現(xiàn)全天時、全天候的觀測和導(dǎo)航。隨著相關(guān)領(lǐng)域理論和技術(shù)的發(fā)展，新型星敏已突破氣象因素制約，實現(xiàn)了白天對恒星的觀測[5]，加上固有的其他導(dǎo)航技術(shù)無法替代的優(yōu)勢，為發(fā)展星敏陸地導(dǎo)航提供了有力支撐。

星敏陸地導(dǎo)航的應(yīng)用對象大體可分為運動載體和徒步行人兩類。其中運動載體主要包括各類車輛，云層以下低空無人機，部隊裝甲車、火炮和導(dǎo)彈機動發(fā)射平臺等。徒步行人主要包括野外徒步旅行、探險者，野外工程、勘察、救援和特殊工作人員，部隊執(zhí)行野戰(zhàn)任務(wù)的小分隊和單兵等。專用于徒步行人導(dǎo)航的星敏陸地導(dǎo)航裝備，可稱為單兵星敏導(dǎo)航裝備，簡稱“單兵星敏”。

星光導(dǎo)航具有不受電磁干擾，能提供絕對姿態(tài)信息等優(yōu)點。但目前的星敏主要是為天基和空基導(dǎo)航而發(fā)展的，將其應(yīng)用于單兵導(dǎo)航是否必要、需克服什么技術(shù)難點、能達到怎樣的效果等都是需要探索的問題。為此，本文在第一部分首先論述了發(fā)展單兵星敏的必要性；第二部分深入探討了單兵星敏導(dǎo)航的技術(shù)特點，這是開展單兵星敏導(dǎo)航裝備研究應(yīng)充分了解和掌握的；第三部分提出并分析了發(fā)展單兵星敏導(dǎo)航裝備需解決的一些關(guān)鍵技術(shù)問題，以期為單兵星敏導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計研制提供參考；第四部分給出了本文研究的結(jié)論。

1 發(fā)展單兵星敏的必要性

1.1 是其他單兵導(dǎo)航裝備失效時的保底裝備

目前單兵導(dǎo)航首選的是衛(wèi)星導(dǎo)航裝備，這無疑是最為方便、高效和低成本的導(dǎo)航裝備。但它的可靠性存在隱患，受復(fù)雜電磁環(huán)境干擾破壞、發(fā)生系統(tǒng)失能的可能性日益加劇。例如，2019年7月11日，歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)生原因不明的重大事故，導(dǎo)致系統(tǒng)服務(wù)中斷，信號不可使用[6]。美軍在其“導(dǎo)航戰(zhàn)”概念中明確指出，核心就是“阻止對手使用衛(wèi)星導(dǎo)航信息”[7]。近年來，從地面運控系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、傳播環(huán)境及用戶設(shè)備等多維度對衛(wèi)星導(dǎo)航信息的遮蔽和干擾已越來越多的應(yīng)用于實戰(zhàn)[8]。為此產(chǎn)生了一個不可回避的問題：在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障或?qū)Ш綉?zhàn)使其失效的極端條件下，單兵用戶靠什么裝備來導(dǎo)航？

除衛(wèi)星導(dǎo)航外，慣性導(dǎo)航作為一種不受電磁環(huán)境和氣象因素影響的自主導(dǎo)航技術(shù)，已廣泛用于陸?？仗旄黝悓?dǎo)航中。但當衛(wèi)星導(dǎo)航裝備失效時，它是否能獨立為“單兵”這種特殊用戶導(dǎo)航呢？目前，能夠長時間獨立提供導(dǎo)航信息的是“戰(zhàn)略級”慣導(dǎo)裝備，主要裝配在艦艇和某些飛機、洲際導(dǎo)彈上[9]。其系統(tǒng)復(fù)雜，體重龐大，不適用單兵導(dǎo)航。而裝配在車輛上的“戰(zhàn)術(shù)級”小型慣導(dǎo)[10]，誤差隨時間累積發(fā)散很快，獨立工作時間很短。其主要作用是與衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備組合，為載體提供高頻位姿變化信息，或在衛(wèi)星導(dǎo)航信號短暫中斷時提供相對位姿信息。只要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)或設(shè)備失效超過1小時甚至幾分鐘，就無法獨自提供有效的導(dǎo)航信息[11]。由此可知，現(xiàn)有慣導(dǎo)還不能構(gòu)成輕便可靠的單兵導(dǎo)航裝備，在衛(wèi)星導(dǎo)航長時間失效時獨立為單兵用戶導(dǎo)航。

單兵星敏接收的導(dǎo)航信號是遙遠自然天體發(fā)出的可見光，是一種不受電磁干擾破壞的自主導(dǎo)航裝備。與慣導(dǎo)相比，其最大的優(yōu)勢是，測量誤差不隨時間的增加而積累和發(fā)散。因此，它能自成體系，在長期沒有衛(wèi)星導(dǎo)航等外部信息支持的條件下，獨立獲得定位定向信息，實現(xiàn)單兵導(dǎo)航。

1.2 能彌補單兵衛(wèi)星導(dǎo)航裝備無法定向的缺陷

行進方向的確定，是實現(xiàn)單兵導(dǎo)航必不可少的關(guān)鍵信息，其精度直接決定了導(dǎo)航的精度和成敗。發(fā)展星敏單兵導(dǎo)航的重要理由之一，就是其定向精度是各種導(dǎo)航技術(shù)中最高的，目前已達到亞角秒量級[12]。這是由星敏特有的技術(shù)優(yōu)勢決定的，也是其他導(dǎo)航技術(shù)難以替代的。

衛(wèi)星導(dǎo)航定向原理是，將兩臺以上天線接收機安置在運動載體上，由載波相位差分信息解算出其基線矢量，進而結(jié)合各天線安裝關(guān)系定出載體的姿態(tài)和航向[13]。這種技術(shù)的定向精度與基線長度直接相關(guān)，基線越長精度越高，目前精度為0.03～0.5度[14]，比星敏精度低2至3個數(shù)量級。由其原理知，實現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航定向，至少要兩臺相隔一定距離的天線接收機。顯然，僅有一臺接收機構(gòu)成的便攜式單兵衛(wèi)星導(dǎo)航裝備，是無法實現(xiàn)定向的。

慣導(dǎo)是最常用的運動載體定向技術(shù)。但由于設(shè)備性能不同，定向精度差別很大，且都存在誤差隨時間增加而不斷增大和發(fā)散的缺陷。表1列出了2019年新出的幾款用于陸地載體的小型慣導(dǎo)系統(tǒng)，其中體積最小的GEONYX系統(tǒng)功耗為15瓦，靜止校準測量5分鐘后的定向精度0.35密位[10]。用于測量工程的陀螺經(jīng)緯儀[15]，目前的重量為13千克，用電池供電，在靜止校準測量8～15分鐘 后的定向精度可達5角秒[16]。綜合設(shè)備體重、功耗、測量時間和誤差發(fā)散等因素可知，目前的慣導(dǎo)設(shè)備并不適用于靈活、機動、輕便的單兵導(dǎo)航定向。

表1 陸地慣導(dǎo)系統(tǒng)主要性能

位置和方向信息對實現(xiàn)導(dǎo)航是同等重要的。雖然，目前在正常條件下，單兵導(dǎo)航的位置信息已可由最先進衛(wèi)星導(dǎo)航來提供了，但其所需的方向信息仍只能靠傳統(tǒng)的指南針或羅盤來提供。單兵衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度已優(yōu)于10米[17]，而羅盤的最好定向精度只有0.5度(見表2)[18]，這種技術(shù)及性能的嚴重不匹配，已越來越難以滿足各類野外行進人員對更高效率和精度的導(dǎo)航需求。

表2 TargetPoint DMC 電子羅盤性能參數(shù)

為此，發(fā)展單兵星敏，不僅可作為衛(wèi)星導(dǎo)航失效時的保底裝備，還可作為正常條件下高精度定向裝備，彌補單兵單天線接收機衛(wèi)星導(dǎo)航裝備無法定向的缺陷，通過兩種導(dǎo)航技術(shù)組合，實現(xiàn)安全可靠的單兵導(dǎo)航。

1.3 已具備了實現(xiàn)全天時導(dǎo)航的條件

過去單兵星敏沒有得到有效發(fā)展的主要原因之一，是它受制于各種氣象因素，不能實現(xiàn)全天時、全天候?qū)Ш?。傳統(tǒng)星敏接收的是恒星可見光，因太陽輻射的可見光遠強于恒星，白天基本上探測不到恒星，所以無法全天時導(dǎo)航。另外，因云霧雨雪等天氣對星光的衰減，星敏只能在晴天無云的夜晚工作，所以無法實現(xiàn)全天候?qū)Ш健?/p>

但隨著理論和技術(shù)的發(fā)展，新型星敏已初步具備了白天探測恒星和實現(xiàn)全天時導(dǎo)航條件。作為星敏核心部件的CCD相機，目前大多都已將工作波長延伸到可見光譜的短紅外部分。由于太陽在此波長的輻射強度明顯減弱，這類星敏可在白天探測到300顆左右亮星。已有專門的短紅外波段星敏，白天在H波段和Ks波段分別能探測到大量亮于6.4等和5.8等的恒星[19]。

星敏全天候?qū)Ш降难芯浚壳耙踩〉昧撕艽筮M展。前面提到的短紅外星敏，由于短波紅外波段的大氣衰減比可見光波段弱，所以在有薄云時也能探測到一定數(shù)量的恒星。本文作者所在團隊的大量研究結(jié)果表明，即使在云層較厚探測不到恒星的條件下，只要白天能探測到太陽[20]，晚上能探測到月亮，也能實現(xiàn)定向和概略定位[21-22]；采用超大視場魚眼天文相機[23]，對局部云雨或其他天氣，只要能在地平之上的全天區(qū)范圍內(nèi)同時探測到兩個以上天體，包括同時探測日月和較亮的行星，或同時探測月球、行星和恒星等，也能實現(xiàn)一定精度的導(dǎo)航。

由此可知，最新的研究進展已突破了部分氣象因素限制，有效地擴展了在各種氣象環(huán)境下實現(xiàn)單兵星敏導(dǎo)航可行性，為發(fā)展和應(yīng)用星敏單兵導(dǎo)航裝備創(chuàng)造了條件。

2 單兵星敏導(dǎo)航的技術(shù)特點

2.1 實現(xiàn)導(dǎo)航的技術(shù)原理與運動載體不同

星敏導(dǎo)航的信息源是恒星，其基本位置是由恒星歷表提供的在星表歷元天球參考系中的坐標[24]。依據(jù)相對論時空理論，天球參考系是不受地球自轉(zhuǎn)甚至公轉(zhuǎn)影響的局部慣性系。單兵導(dǎo)航的空間基準是地球參考系，它與地球固連并受其自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)影響，不是慣性系。

運動載體星敏導(dǎo)航測定的是載體在天球參考系中的姿態(tài)和航向。技術(shù)原理是：將星敏與載體固聯(lián)，確定兩者本體坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；由星敏感應(yīng)恒星方向，測定星敏本體坐標系在天球參考系中的指向；通過星敏與載體的坐標轉(zhuǎn)換，獲得載體姿態(tài)和航向信息。

單兵星敏導(dǎo)航測定的是星敏在地球參考系中的位置和方向，垂直基準是星敏所在地的鉛垂線。技術(shù)原理是：將星敏與垂直基準設(shè)備(水平儀等)固聯(lián)，確定兩者本體坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；由星敏感應(yīng)恒星方向，測定星敏本體坐標系在地球參考系中的指向；由垂直基準設(shè)備感應(yīng)鉛垂線方向，測定它與垂直基準設(shè)備本體坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系；通過主光軸—垂直基準設(shè)備—鉛垂線三者的轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲得星敏位置和方向信息，即天文經(jīng)緯度和方位角。

由此知，單兵星敏導(dǎo)航與運動載體導(dǎo)航采用的空間基準、測定的導(dǎo)航信息和實現(xiàn)的技術(shù)原理都有差別。特別是，載體姿態(tài)和航向僅由星敏就可測定，而單兵星敏的位置和方向則必須由星敏加垂直基準設(shè)備才能測定。垂直基準設(shè)備是單兵星敏導(dǎo)航裝備必不可少的核心部件。

2.2 與衛(wèi)星導(dǎo)航測定的導(dǎo)航信息及采用的坐標系不同

單兵星敏導(dǎo)航的另一個技術(shù)特點是，它只能測定所在位置三維空間坐標中的平面坐標，即天文經(jīng)緯度，而不能測定高程。這是由星敏的技術(shù)特點所決定的，因為星敏觀測的是遙遠恒星星光的方向，如果星敏的主光軸在空間指向不變，其位置的有限變化是敏感不到星光方向變化的。單兵衛(wèi)星導(dǎo)航接收的是距地面有限高度上的衛(wèi)星信號，它測定的是單兵所在地的三維空間位置，通常有兩種表示形式，即三維直角坐標(x,y,z)，或地理坐標(經(jīng)緯度)加高程。

另外，衛(wèi)星導(dǎo)航采用的是地心坐標系，測定的是單兵所在位置的地心矢量，這是一個幾何量，與地球物質(zhì)分布無關(guān)。星敏導(dǎo)航采用的天文坐標系，測定的是以鉛垂線為基準的天文經(jīng)緯度，鉛垂線是地球重力的方向線，是物理量，與地球物質(zhì)分布及密度有關(guān)。地心矢量與鉛垂線不重合，兩者的方向差稱為垂線偏差。垂線偏差一般為幾角秒，大的可達幾十角秒[25]。每1″垂線偏差對應(yīng)的地面距離差約為30 m，10″則可達到300 m左右。所以，衛(wèi)星導(dǎo)航和星敏導(dǎo)航采用的是不同坐標系，結(jié)果受垂線偏差影響差別也很大，這點在實際應(yīng)用中一定不能忽略。

目前應(yīng)用最廣的是衛(wèi)星導(dǎo)航，幾乎所有的陸地導(dǎo)航地圖和信息，采用的都是衛(wèi)星導(dǎo)航坐標系。為此，除特殊應(yīng)用外，都需將單兵星敏導(dǎo)航的結(jié)果加上垂線偏差改正，轉(zhuǎn)換到衛(wèi)星導(dǎo)航坐標系中。這就需要“單兵”有可能到達的全國、甚至全球任意地點的高精度的垂線偏差信息。這是發(fā)展單兵星敏導(dǎo)航將要涉及的一項長期、龐大的基礎(chǔ)性工作。

2.3 工作環(huán)境及實現(xiàn)原理與天文大地測量技術(shù)接近

就工作環(huán)境和技術(shù)實現(xiàn)原理而言，單兵星敏與天文大地測量是最為接近的。在空間大地測量技術(shù)廣泛應(yīng)用之前，天文大地測量一直是大地控制測量最主要的技術(shù)手段之一。其任務(wù)是通過測量恒星的方向來精密的確定地面點的位置及其沿某一方向的方位，從而建立國家的大地坐標起算原點以及全國范圍內(nèi)的大地控制網(wǎng)[26]，表3列出了一等天文大地測量精度指標。由此可知，單兵星敏導(dǎo)航與天文大地測量技術(shù)的工作環(huán)境相同，都是在地面上；測量對象相同，都是恒星的方向；提供的測量成果相同，都是天文經(jīng)緯度和方位角。

表3 一等天文大地測量精度指標

兩種技術(shù)的不同點主要有：任務(wù)目標不同，單兵星敏是快速獲取單兵的位置和方向；天文大地測量是精確獲取地面上一個空間固定基準點的位置和方向。工作模式不同，單兵星敏是實時、動態(tài)、快速的獲得定位定向結(jié)果；天文大地測量是通過長時間靜態(tài)測量及復(fù)雜的事后數(shù)據(jù)處理，獲得精密的定位定向結(jié)果。采用的技術(shù)設(shè)備不同，單兵星敏由于裝備小型化、便攜式的應(yīng)用要求，只能采用小型星敏來實現(xiàn)。而天文大地測量由于高精度測量的要求，采用的是設(shè)計復(fù)雜的專用設(shè)備，包括：等高儀、子午儀、經(jīng)緯儀和數(shù)字天頂儀[27]等。這些設(shè)備的設(shè)計主要是為了消除和減弱各種測量誤差源，提高測量精度。雖然也是用于野外測量，但對設(shè)備的小型化、便攜式的要求相對單兵星敏要低很多。

3 單兵星敏導(dǎo)航需解決的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 氣象因素影響的消減

1.3節(jié)指出，星敏已具備全天時和部分氣候下單兵導(dǎo)航的條件，解決了“可不可導(dǎo)”問題，但“導(dǎo)的好不好”的問題還有待解決。因為，星敏性能和導(dǎo)航精度還會受各種氣象因素的影響，包括：大氣散射使得進入大氣層的星光強度明顯減弱，導(dǎo)致星敏所能感應(yīng)到的恒星數(shù)量減少[28]、星光成像不規(guī)則、像點中心提取精度降低；大氣折射使得星光在大氣層內(nèi)的傳播路徑發(fā)生偏折[29]，引起成像位置變化，從而影響星點坐標的提取精度和星圖識別準確率；云霧雨雪等天氣將使星敏無法探測到星光甚至日月的方向。

目前的星敏主要是為空天基導(dǎo)航而發(fā)展的，與單兵星敏所處的大氣環(huán)境各有不同。天基星敏工作在大氣層外，不受大氣環(huán)境的影響?？栈敲綦m工作在大氣層內(nèi)，但主要在云層之上，基本不受云霧雨雪天氣影響，大氣散射和大氣折射影響比單兵星敏小。近年來發(fā)展的臨近空間高超聲速飛行器，飛行高度平流層以上，大氣密度低穩(wěn)定性高[30]，其星敏主要受高超聲速引起的氣動光學(xué)效應(yīng)影響[31]。與?；敲粝啾?，由于陸地和海上氣候氣象條件的差別，星敏性能受到的影響也是不同的。所以，單兵星敏導(dǎo)航必須結(jié)合自己的技術(shù)特點，研究消減氣象因素影響的技術(shù)方法和算法模型，不能直接引用空基或?；?，否則將無法有效提高裝備性能和導(dǎo)航精度。

3.2 時間基準和電源的長期維持

時間基準是星敏導(dǎo)航的基礎(chǔ)。星敏不僅要獲取姿態(tài)、位置、方向等導(dǎo)航信息，還要提供信息獲取的時刻，否則無法導(dǎo)航。另外，星敏工作也離不開電源。在運動載體上，有統(tǒng)一的電源和時間基準單元，為各系統(tǒng)供電、提供時間信息。但對于自成體系的單兵星敏裝備，則需要有自己獨立的電源和時間基準單元。

單兵星敏應(yīng)具有在一些特殊條件下導(dǎo)航的能力，包括野外長期沒有外部信息和電能支持的極端條件。這要求它不僅有獨立的電源和時間基準，還需要能長期獨立的維持。這一技術(shù)特點，對單兵星敏裝備的設(shè)計研制是個難點。因為，星敏只能占單兵所攜物品體積重量的很小部分，例如，體積小于103立方厘米、重量小于1千克等。由此，時間基準單元應(yīng)在長時間連續(xù)運行并滿足精度指標前提下，盡可能減小體積、重量和耗電。目前，最常用的小型時間頻率源是石英晶振，由它構(gòu)成單兵星敏的時間基準單元，體積、重量和耗電應(yīng)該是滿足要求的。但晶振的穩(wěn)定度相對較差，需研究其時間基準的長期維持精度是否能滿足單兵星敏的要求，或在多長時間內(nèi)能滿足。近幾年出現(xiàn)的芯片原子鐘[32]，相對普通原子鐘已做到微型化了，穩(wěn)定度也比最好的晶振高2個數(shù)量級[33]。但在體積、重量，特別是耗電方面能否滿足單兵星敏需求，還有待研究。表4列出了溫補晶振和芯片原子鐘主要技術(shù)指標的比較。

表4 溫補晶振和芯片原子鐘主要技術(shù)指標

對于單兵星敏電源，有一個特殊要求，即在單兵執(zhí)行任務(wù)期間，只要有可能用到星敏導(dǎo)航，它就要一直為時間基準單元供電，以維持不間斷的時間基準。這就要求所設(shè)計選用的電源，在盡可能減小體積、重量的前提下，具有長期供電的能力。

3.3 系統(tǒng)探測性能與系統(tǒng)小型化的平衡

由于空天基載體運動速度和姿態(tài)變化非?？欤瑸榱颂岣呔?，要求導(dǎo)航技術(shù)有盡可能高的采樣率和實時性，這是空天基星敏追求的一項重要技術(shù)指標。相對空天基載體，單兵用戶的速度是非常慢的，為此其星敏的采樣率和實時性指標要求可適當降低，以便能將更多的軟硬件資源用于提高其他關(guān)鍵性的性能指標上。

單兵星敏裝備的小型化要求是，體積小、重量輕、操作簡單、方便攜帶，因此只能采用小型星敏。但由于受大氣等因素影響，星敏的探測性能要比空天基弱很多，再要求小型化，勢必進一步減弱其性能。所以，需研究如何實現(xiàn)小型化、便攜式和探測性能之間的平衡，在保證一定導(dǎo)航精度指標的條件下，設(shè)計出盡可能小的星敏。

4 結(jié) 論

對發(fā)展單兵星敏導(dǎo)航裝備的必要性及其技術(shù)特點等進行了深入的研究和探討。結(jié)果表明，發(fā)展單兵星敏是十分必要的，因為它不受電磁干擾和破壞，不僅可作為衛(wèi)星導(dǎo)航失效時的保底裝備，也可彌補單兵單天線接收機衛(wèi)導(dǎo)裝備不能定向的缺陷；在衛(wèi)星導(dǎo)航正?？捎玫臈l件下，將兩種技術(shù)組合，同時實現(xiàn)高精度定位和定向。相關(guān)理論和技術(shù)的發(fā)展，已使星敏能在白天和部分云雨天氣拍攝到星體，有效擴展了它在不同氣象條件下的應(yīng)用能力。單兵星敏的主要技術(shù)特點有：實現(xiàn)導(dǎo)航的技術(shù)原理與運動載體不同，與衛(wèi)星導(dǎo)航測定的導(dǎo)航信息及采用的坐標系不同，工作環(huán)境及實現(xiàn)原理與天文大地測量技術(shù)接近等。而發(fā)展單兵星敏導(dǎo)航裝備需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題主要包括：氣象因素影響的消減、時間基準和電源的長期維持、系統(tǒng)探測性能與系統(tǒng)小型化的平衡等。研究結(jié)果可為發(fā)展單兵星敏導(dǎo)航技術(shù)、設(shè)計研制單兵星敏導(dǎo)航系統(tǒng)提供參考。