光电导航打造会看地图的智能导弹
与基于地图的制导相比，经济简单的GPS一度主导了自动导航产业。但依赖于卫星信号的系统很容易受到干扰，世界各地的武装部队正在改变战略。以光电导航系统赋予炸弹及导弹实时看地图的“视觉”能力似乎会是未来的趋势。
卫星导航设备被广泛应用于汽车及智能手机之中，有鉴于此，人们很容易就会忘记电子辐照，这种设备所依赖的在轨卫星全球定位系统（GPS）最初其实是（实际上现在仍是）一种军事技术。举例来说，美国空军会将联合直接攻击弹药（joint direct-attack munition，简称JDAM）组件装配在自由落体式炸弹上，使之成为可精确制导的智能武器。JDAM组件所依赖的正是GPS。
但JDAM与其他类似系统只能在可接收GPS卫星信号时才能工作，而这种信号又很微弱——如果发射机距地球的距离是月球距地球距离的五倍，那么所发出的信号强度大概就和标准电视传输相近。因而这类系统很容易遭到干扰。出于某些显而易见的原因，关于干扰器能力的细节并不容易获取，不过俄罗斯所采用的一个名为Pole-21的系统或许能抑制80公里（50英里）之外的GPS信号。
要绕过这一问题，以及实现不依赖卫星就能自动导引武器对目标进行攻击，一个方法是为武器提供地图。这种方法过去已被采用过。1991年第一次海湾战争期间，巡航导弹制导系统引起公众关注，该系统就是以这种方式工作的。不过，地面部队首次大规模应用GPS也是在海湾战争期间。与基于地图的制导相比，GPS更为经济和简单，随后更是主导了自动导航这一产业。但今后情况也许会发生变化。因为世界各地的武装部队正重新考虑赋予自己的炸弹与导弹看地图的能力。
美国基于地图的巡航导弹制导系统最初是由两部分构成。首先是地形匹配导航系统（Terrain Contour Matching，或TERCOM）。该系统利用雷达高度计以及记录了计划飞行路线各个区段地面海拔高度的一系列电子地图，将导弹带至目标物所在的大致区域。将导弹距地面的实际高度与导弹距离目标物的预期高度进行比对，TERCOM便可利用等高线找寻自己的路径。一旦接近目标，另一个系统即数字式景象匹配区域相关制导系统（Digital Scene Matching Area Correlator，简称 DSMAC）便会将视频摄像头拍到的景象与预先储存的一组图像进行比对，以确定目标物的位置。
这种组合系统既笨拙又昂贵，但起码在GPS出现之前是最佳选择。不过，由于电子技术取得的巨大进步，如今形势已发生扭转。走在前沿的是以色列，它将其拥有的一个系统命名为Spice。与JDAM相似，Spice也是一个附加组件，可令未制导炸弹变身为智能炸弹。它由以色列的武器公司拉斐尔先进防御系统公司（Rafael Advanced Defense Systems）设计并制造，已于2016年12月服役。
Spice包含一个“光电景象匹配制导系统”，其存储设备中存有大量目标区域的图片表面微机械工艺，这一点与DSMAC类似。图片由飞行器（有人驾驶或无人驾驶）或卫星预先拍摄。不过，Spice存储的图片的分辨率要比DSMAC的高得多。Spice的摄像头会生成实时图像，炸弹坠向目标物时这些图像会与所存图片进行比对。除此之外，它的摄像头在光谱的可见光部分和红外部分均能工作，这就意味着Spice既可在黑暗中操作，也能穿透烟雾。另外，与DSMAC不同的是，Spice所存储的数据足以覆盖整个去往目标物的路线，因而无需TERCOM这样的附带系统。相反，在飞行途中Spice就可以对道路及建筑等特征进行识别和比对，来找寻路线。
据称Spice的表现令人惊叹。拉斐尔称，由Spice制导的炸弹可在100公里之外向目标发起攻击，且误差不超过两米。该公司还称，即使目标周围的景物发生了微小的变化，也不会对Spice的设备造成干扰。即使目标附近部分区域已被遮掩（例如采取了伪装），Spice的设备也能找到目标。当目标的确切位置不明，或坐标被误报时，Spice还会比GPS制导的武器更具优势：想炸什么东西，只需一张目标物的图片以及大概位置，Spice就会找到并摧毁它。
其他国家也都在效仿以色列，尤其是美国。去年1月，美国空军与位于马萨诸塞州沃本市（Woburn）的公司Scientific Systems签订了合同，开发该公司称之为“基于图像的导航及精确瞄准（ImageNav）”的系统。和Spice一样，这也是个附带系统，通过将摄像头获取的图像与弹上数据库中的图像进行比对来工作。如果一切顺利，开发及测试工作将于2018年1月完成。其制造者希望爆炸点离预定目标的误差能保持在三米之内。初步的计划是为空军的小直径炸弹（一种目前由GPS制导的自由落体炸弹）装配ImageNav系统。如果成功，接下来巡航导弹及无人机也会部署这一系统。
世界最大的航空航天制造商洛克希德·马丁（Lockheed Martin）正致力于开发一个名为“北极星”（Northstar）的光电导航系统。该系统以一款名为Hydra Fusion的非军用软件为基础。此软件由洛克希德·马丁的加拿大子公司开发，能够利用普通的视频创制出高分辨率的3D地形图，方法是比对视频的连续画面，并将搭载摄像头的飞行物的速度计算在内。虽然这种方法在过去已被实施过，但Hydra可在飞行途中在笔记本电脑上运行。以往的系统得在高端机器中进行数小时的处理。
一个地区的地图一经创制完毕，“北极星”便会为炸弹或导弹（或者有人或无人驾驶的飞行器）提供精确的导航信息。极为重要的一点是，系统快速的处理能力能保证情报是最新的。
如此看来，以这种方式赋予炸弹及导弹“视觉”似乎会是未来的趋势，但这并不意味着GPS就再无用武之地——在战争中，追求万无一失的策略总归是明智之举。不过，盲目地去探寻一组坐标的炸弹和能识别目标的炸弹相比，具备优势的可能永远都会是后者。
以光电探测器或元件来感知，并通过电子技术手段传输、变换、处理各种光电信息且最终获取运载置、航向、姿态、速度等导航参量的技术称为光电导航技术。天文导航、激光或光纤陀螺(其实质为一高精度双频干涉激光器)惯性导航技术是光电导航技术的典型代表。
光电导航技术是一个正处于蓬勃发展和应用阶段的高新技术。现代光学加工、光学／光电材料等技术与微电子(ASIC、FPGA、DSP)、随机信号处理技术等相结合产生的天文陀螺、激光陀螺、光纤陀螺等纯光电惯性测量器件，使得一大批技术上曾经难以实现的高精度导航系统成为现实。以美国、北约其他国家为代表，其包括航母在内的所有水面作战舰艇、常规潜艇、核潜艇(除极少数外)均装备了以天文陀螺、激光或光纤陀螺为核心器件的光电导航系统，使这些平台的导航精度相比传统技术提高近一个量级，同时成本降低5倍、可靠性提高3倍以上。
光电导航技术可广泛应用于陆、海、空、天等领域，包括舰艇、飞机、导弹、卫星等平台，并将扩展到星际探测、大地测量、资源勘测等各个领域，满足高
精度、自主、全球、全自动、抗干扰的作战和使用需求，提高国家远程防卫作战的能力及其武器投放的准确性和杀伤效率。
1)完善和发展嵌入式测星单元+水平基准+时间基准天文／惯性导航技术体制，形成具有导航精度高、全自主、可靠性高等特点的高可靠导航手段，以满足机载、弹载平台高精度导航和武器攻击需求。
2)研制和装备更高精度的射电天文导航没备(以俄罗斯为典型代表)，满足全天候校正惯导需求。
3)突破红外／毫米波组合测天工程化技术，以使天文导航设备在光学波段具有更高的测星能力，从而提高没备导航的可用度和精度，并将此类技术扩展应用到以前未涉及的高空高速巡航导弹平台(美国正在研发中)。
4)更深入研究高精度大气折射模型，实现星载平台上的高精度(误差小于100 m)、全自主(不需惯导或其他导航提供外界信息)天文导航。
5)突破空间四频零闭锁激光陀螺关键技术，完善惯性测量元件与测天传感元件的一体化集成，进一步提高天文／惯性组合导航系统性能。
随着现代光学材料与工艺制造技术的进步，天文陀螺、激光陀螺、光纤陀螺等纯光电惯性测量器件必将取得突飞猛进式的发展，以天文陀螺、激光或光纤陀螺为核心器件的光电导航系统将朝着高精度、高稳定性、小型化光电导、低成本的方向发展，在惯性技术领域的应用会越来越广，成为各类新一代平台总体、信息系统和武器系统的必备装备。
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