在現代科技高度依賴衛星導航的環境下，一旦訊號中斷，定位系統往往會陷入癱瘓。近日，於格拉斯哥（Glasgow）舉辦的電機電子工程師學會國際通訊會議（IEEE International Conference on Communications）上，來自倫敦瑪麗皇后大學（Queen Mary University of London）的研究團隊與國際合作夥伴，共同發表了一項名為「聯合分散式聲學感測與全球導航衛星系統」（Joint DAS and GNSS，簡稱 JDG）的創新定位技術。這項技術旨在解決全球定位系統（Global Positioning System，簡稱 GPS）在訊號微弱或失效時的定位難題，為未來精準導航開闢了新路徑。
JDG 系統的核心概念在於將傳統的衛星導航與一種通常隱藏在腳下的感測技術進行整合。研究人員利用分散式聲學感測（Distributed Acoustic Sensing，簡稱 DAS）技術，將現有的光纖網路轉化為高靈敏度的感測器陣列，藉此捕捉地表下的微小震動與環境變化。這種方式不僅能有效彌補衛星訊號在都會區或室內環境中容易受阻的缺陷，更為定位技術提供了一種全新的數據來源，確保在衛星訊號不穩定的情況下，定位估算依然能保持高度的穩定性與準確度。
透過將 DAS 獲取的地面感測數據與全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，簡稱 GNSS）的衛星資訊進行深度融合，JDG 系統成功建立了一套互補的定位機制。當 GPS 訊號因建築物遮蔽或大氣干擾而減弱時，系統會自動切換至由光纖網路提供的地面感測數據進行補償，從而維持連續且可靠的追蹤能力。這種混合式的定位架構，不僅提升了系統的韌性，也為自動駕駛車輛、智慧城市基礎設施以及緊急救援行動提供了更為穩定的技術保障，解決了長期以來衛星導航在特定環境下的瓶頸。
克服訊號盲區與提升定位穩定性
在都會區或地形複雜的環境中，GPS 訊號往往會因為「多路徑效應」（Multipath Effect）或建築物遮擋而產生誤差，甚至完全喪失定位功能。JDG 系統透過引入 DAS 技術，有效地將地底光纖基礎設施轉變為定位輔助工具，這些光纖網路如同遍布地下的神經網絡，能夠精確捕捉車輛行駛或人員移動所產生的震動訊號。這種不依賴衛星視線（Line-of-sight）的感測方式，使得定位系統在面對高樓林立的都市叢林時，依然能夠維持精準的座標計算，大幅降低了導航中斷的風險。
除了提升定位的連續性，JDG 系統在數據處理層面也展現了高度的整合能力。研究團隊開發的演算法能夠即時分析來自 GNSS 的衛星數據與 DAS 的聲學特徵，並透過動態權重調整，在兩者之間取得最佳的定位平衡。這種智慧化的數據融合過程，確保了系統在各種環境條件下都能提供一致的定位品質。隨著全球光纖網路的普及，這項技術具備了極高的擴展性，未來有望廣泛應用於各類移動設備中，為使用者提供更為可靠的導航服務，即便在衛星訊號無法覆蓋的區域，也能確保定位資訊的準確與即時。
未來應用前景與技術發展趨勢
隨著 JDG 系統在 IEEE 國際通訊會議上的成功展示，學界與產業界對於這項混合定位技術的未來發展抱持高度期待。研究人員指出，這項技術的關鍵優勢在於其對現有基礎設施的利用率，無需額外鋪設大規模的感測器，僅需整合既有的光纖網路即可運作。這種低成本且高效的部署方式，使其在智慧交通系統（Intelligent Transportation Systems，簡稱 ITS）以及物聯網（Internet of Things，簡稱 IoT）領域中具有極大的應用潛力，特別是在需要高可靠性定位的自動化作業環境中，JDG 系統將扮演至關重要的角色。
展望未來，研究團隊將持續優化 JDG 系統的演算法，以進一步提升其在複雜環境下的運算效率與定位精度。隨著技術的不斷成熟，這項結合衛星導航與地底聲學感測的創新方案，有望成為下一代定位標準的重要組成部分。透過持續的跨領域合作與技術驗證，JDG 系統不僅解決了 GPS 訊號失效的痛點，更為全球定位技術的演進提供了新的思維方向。在數位化與自動化程度日益加深的現代社會，這種兼具穩定性與靈活性的定位技術，將成為保障各類智慧應用順暢運作的關鍵基石，推動導航技術邁向更精準、更可靠的新紀元。
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原始資料來源: GO-AI-6號機
Date: July 17, 2026