先进激光技术升级 GPS 卫星 提高定位精度至亚厘米级别

近日，美国太空军事部门宣布了一项重要计划，预计在2025年的未来发射任务中，将采用先进的激光技术提升全球定位系统（GPS）卫星的功能。这两颗被命名为SV9和SV10的GPS III型卫星将成为实施这一创新的关键载体，它们将装备激光反射器阵列（LRA），作为美国国家空间大地测量计划框架下的重要组成部分。

LRA的设计旨在实现前所未有的精度，特别是通过卫星激光测距（SLR）技术，能够达到亚厘米级别的测量。这种技术依赖于地面站发射的微弱激光脉冲，它们被精确引导到安装了LRA的卫星上。当激光脉冲被卫星上的反射器反射回地面时，科学家们可以通过计算光信号往返时间来确定卫星与地球表面的距离，从而实现对地球中心位置的精确定位。

今年5月6日，这两套LRA已经正式交付给洛克希德·马丁公司，该公司负责在卫星发射前进行集成。这个项目并非单方行动，而是美国太空军、国家地理空间情报局（NGA）以及美国国家航空航天局（NASA）之间的紧密合作，展示了各方在空间科技领域的协同优势。

LRA内部构造独特，由48个垂直排列的棱角反射器构成，形成了一个立方体结构，确保反射光线按照与入射角度相同的路径返回。这项技术出自美国宇航局和海军研究实验室的海军空间技术中心，后续的运行和数据收集将由美国太空军主导。

精确的地球中心位置信息对于地质学家和地球科学家来说至关重要，因为地球的质量分布会因为自然灾害如地震和海啸而发生微小变化。通过LRA收集的数据，科研人员将能够更有效地监测地球的动态变化，从而提供更为精确的地球模型和地质活动预报。

这项技术的引入不仅提升了GPS的性能，也为地球科学研究提供了宝贵的数据支持，预示着未来在地球物理学、气候变化研究等领域将有重大突破。