本报告《定位、导航与授时未来展望》呈现一项前瞻研究项目的成果,旨在强化瑞士学术界与国防战略思维的协同效应。项目核心驱动力为:如何利用学术界深厚多元的知识储备预判具有潜在军事价值的技术发展趋势?为此,我们开发并验证了一套广泛对接学术研究的系统性方法。该流程旨在评估所有科研方向对军事需求的潜在贡献价值,力图揭示非常规洞见,并规避因认知或体制偏见而草率排除特定领域(非因价值缺失,而是因其超出当前条令或作战认知范畴)。最终目标是建立一套可系统化前瞻、启发、指导并影响(AI4)军队技术未来的机制。
选择PNT作为切入点,因其兼具国防关键性与学科交叉性,可容纳多样化的科学技术路径。以PNT为试点主题,我们验证了方法论框架,并协同国防领域多方利益相关者——测试如何呈现、分析与评估传统及非传统理念。除主题性发现外,本报告概述了可复用于其他领域的研究流程,为国防未来能力建设与瑞士学术界的持续互动提供框架。瑞士联邦国防科技采购局(Armasuisse)下属的"预见与技术前瞻团队"致力于探索将苏黎世联邦理工(ETH)领域新兴技术视角融入现有知识生产与转化流程的新路径。为此,与洛桑联邦理工学院(EPFL)VEGA团队达成协议,启动"定位、导航与授时(PNT)未来"前瞻项目。项目目标为:构建PNT技术发展全景图,识别面向"未来部队"时间跨度(10年以上)的PNT关键机遇与风险。研究基于二手文献综述、ETH领域教授与实验室访谈,以及Armasuisse内部知识整合研讨会的成果。本执行摘要阐述项目执行过程,整合研究发现,提炼关键主题。附录包含受访实验室名录。
研究流程包含以下核心环节:
• 范围界定:明确研究边界与焦点领域;
• PNT相关实验室识别:筛选与定位、导航、授时技术相关的科研机构;
• 第一轮访谈:开展初步调研;
• 技术全景图初版构建:整合初期研究成果;
• Armasuisse内部研讨会:关联研究发现与内部知识体系;
• 第二轮访谈:深化关键领域调研;
• 数据分析与整合;
• 知识成果产出。
通过文献调研初步确定PNT相关实验室名录,随后联系实验室负责人(通常为教授)安排访谈。共联系约30个实验室,最终完成23次访谈(时长30-60分钟)。访谈目标包括:理解实验室研究领域与PNT的关联性;梳理近十年关键创新与变革驱动因素;预判未来重点应用领域与潜在技术突破。
基于访谈数据构建瑞士PNT研究与技术全景图,形成两类文档:
研究流程通过可视化形式呈现于报告中,并基于情景规划生成未来情景叙事文档。该文档通过访谈提炼的趋势与关键不确定性构建情景矩阵,衍生四种未来可能性(以叙事形式描述各情景对核心主体的影响)。后续章节为研究发现的宏观概述,具体细节详见各实验室画像分析。
确定性趋势(高影响、高确定性)
• 消费电子持续驱动技术革新:推动小型化、低功耗、传感器融合及内置惯性传感技术的发展。
• 自动驾驶需求催生自主式PNT系统:促进不依赖外部输入的自主定位导航授时技术演进。
• 无人机发展提升PNT性能门槛:对定位精度、实时性与抗干扰能力提出更高要求。
• 太空与深海经济价值凸显:推动极端环境PNT技术研发投入。
• AI与算力微型化协同发展:计算设备体积缩小伴随智能化水平跃升。
• PNT破坏成为冲突新维度:安全防护需求倒逼PNT系统抗干扰与可信验证能力升级。
• 高精度授时重要性陡增:支撑能源网络、高频金融交易、云计算数据中心及太空系统等关键领域。
不确定性(高影响、高不确定性)
• 地基与天基解决方案的竞争态势;
• 自主惯性PNT系统与外部依赖型方案的博弈;
• 多源传感器融合中视觉、激光雷达、雷达等输入的权重分配。
• 安全防护范式——依赖全球导航卫星系统(GNSS)星座群扩张,抑或新型加密验证技术突破?
• PNT主导权归属:政府主导与私营主导之争;
• 授时技术路线:微型量子钟研发与安全分布式授时系统的选择。
PNT作为横跨工业与国防应用的核心能力体系,其技术演进直接影响多领域战略布局。本项目通过梳理瑞士科研机构的技术图谱,为Armasuisse(瑞士联邦国防科技采购局)未来PNT能力建设提供决策支撑,助力识别关键研发方向与潜在技术风险。