一、目前,无人机导航系统主要依赖于全球导航卫星系统(GNSS),但GNSS信号在复杂的环境中容易受到干扰、欺骗或抑制,导致定位性能下降甚至失败。

在有GNSS信号的地方,可以解决无人机“我在哪?”(全局定位)、“要去哪,怎么去?” (导航与航路点飞行)、“如何飞得稳?”(稳定性与控制)的问题,还可以解决“会不会撞?”(空域管理与安全)的问题:对于融入国家空域管理系统或飞行服务管理平台(尤其是在视距外飞行),GNSS是安全的基石。
二、无人机在失去卫星信号后,确实会陷入“又聋又瞎”的困境;但还是有应对方法的,主流的几种技术路径如下表所示,适用于不同的场景和需求:

1.激光SLAM
激光SLAM好比蝙蝠的回声定位,通过发射激光并测量其返回的时间来精确感知环境的几何形状:不受光线影响,在黑暗中也能稳定工作,但成本较高,且在特征极少的长直隧道中(如光滑的水泥管道),可能因找不到可匹配的特征而出现“滑动”漂移。

联合飞机TA-Q4仓库巡检微型无人机,58.5 x 59.5 x 21cm的机身尺寸,2.33kg的含电池重量,自身配备的双目视觉、激光雷达,采用激光SLAM技术,通过对环境的观测确定自身的运动轨迹,同时构建出环境的地图,来完美实现自主避障,保证自身的安全;无需环境照明,TA-Q4自身携带2400流明的LED照明带来充足的光源,能更高效、精准地完成仓储货品信息采集工作。
2.视觉SLAM
视觉SLAM则更像我们人类走路时用眼睛观察路标:成本低,能识别丰富的颜色和纹理信息;但严重依赖光线和可见的特征,在黑暗、烟雾或纹理重复的环境中容易“失明”;此外,计算量很大。
3.多传感器融合
目前,工业级成熟产品的主流方案是融合多种传感器,尤其是激光SLAM+IMU或者视觉SLAM+IMU的组合。IMU可以提供高频的姿态和加速度数据,弥补SLAM在快速运动时可能出现的跟踪丢失;SLAM则能校正IMU的累积误差,形成一个稳定的闭环。

2025年9月,智洋创新科技股份有限公司(智洋创新,688191)研制出的卫星拒止环境具身智能无人机“星隼SF-X1”:采用多模态信号融合定位技术,通过惯性导航及激光雷达等多种高精尖传感器汇聚数据并进行融合处理,实现厘米级精准定位。
4.UWB(超宽带)
UWB技术需要预先部署基础设施(基站),在仓库、工厂等固定且需要精确定位的场景很有优势:其信号不易受多路径干扰影响,比Wi-Fi定位更精准。

湖南鲲鹏智汇科技有限公司“黑暗之光”KP-MS08无人机,最大载荷能力达到3kg,最大续航25分钟,专为矿业复杂场景设计,采用三维激光SLAM(实时三维定位与三维建模)与视觉导航与定位技术,具备完全自主的陌生未知环境侦察评估、环境三维建模、内部搜救等功能,可深入狭小巷道、密闭空间等人员难以抵达的区域,改变了传统矿业巡检依赖人工的局限。
三、如果是工业巡检(如桥梁、隧道、矿井),需要高可靠性和精度,那么采用激光SLAM融合IMU的方案更为成熟。如果是在仓库、工厂等固定区域进行库存盘点或巡检,且环境允许部署基站,UWB技术是一个高性价比的选择。对于应急救援(如地震后废墟内部探查)或复杂科学研究,可能要根据环境特点(如是否有光、空间大小)选择配备视觉SLAM或激光SLAM的设备,甚至多传感器融合的配置。未来,无人机在拒止环境下的导航技术会向着更智能、更融合的方向发展。
视频来源:联合飞机