衛星是現代作戰部隊的眼睛，一旦失去定位導航系統，基本就處于被動挨打的局面。如俄烏戰爭期間，雙方對GNSS信號的高度依賴及對GNSS信號的干擾行為尤為明顯。這種背景促使各國軍事和科技部門尋求更為穩定和可靠的導航解決方案。美國海軍研究實驗室(NRL)最近開發出了一種新型量子導航工具——連續3D冷卻原子束干涉儀（Continuous 3D-Cooled Atom Beam Interferometer）。這種裝置是一種新型的量子技術慣性導航工具，利用量子技術，大幅提高慣性導航的精度。

美國海軍研究實驗室量子光學部門的研究物理學家喬納森·克沃萊克表示：“通過對冷的、連續的原子進行操作，我們已經打開了一扇門，可以獲得許多優勢以及新穎的測量技術。最終，我們希望使用這項技術來改進慣性導航系統，從而減少我們對GPS的依賴。

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工作原理

該裝置利用先進的量子技術，特別是冷原子技術和原子干涉儀原理，顯著提高了慣性導航的精確度。

首先利用激光將原子冷凍到接近絕對零度的超低溫狀態，在這樣的溫度下，原子的運動幾乎消失，保證了原子不受外界因素干擾。被冷卻的原子通過原子束干涉儀，形成兩股分支，沿著不同的路徑前進，在另一點上疊加。

由于原子在不同路徑上會受到不同的影響，如重力或磁場等等，當他們再次相遇時，就會在波函數重疊原理的作用下，形成干涉圖樣，根據這些圖樣，就可以準確計算出運動的位置，從而進行導航。

慣性導航是利用加速計和陀螺儀為核心器件，參考運動物體的軌跡變化，不斷計算物體運動時的速度、位置和姿態。完全依賴于自身傳感器的數據，無需任何外部輔助，也不發出任何信號。這表明了慣性導航與外部環境無交互，無論在任何環境下，都可以準確計算出載體的位置、速度、姿態，輕松適應于各類環境，不易被干擾，也難以被發現蹤跡。

但是慣性導航具有隨著時間的推移而誤差加大的弊端。要維持精確制導，需要復雜的儀器和高昂的成本。美軍開發出的連續3D冷卻原子束干涉儀能夠長時間的保持測量、監測、細微的方位和速度變化的高精度數據采集，極大提升了導航的抗干擾和保持精準度。

美國海軍研究實驗室系統研究副總監Gerald Borsuk表示：“慣性導航領域的目的是提供GPS無法提供的導航信息。原子干涉測量法的出現為慣性傳感提供了一種新的方法，有可能解決當前最先進技術的一些缺陷。”

審核編輯 黃宇