近期，清華大學精密儀器系吳冠豪團隊聯合北京控制工程研究所（航天五院502所）、光維（廣東）科技有限公司，在空間光學精密測量領域取得重要進展。團隊自主研制的雙光梳絕對測距載荷隨天舟九號貨運飛船對接中國空間站，圓滿完成在軌測量任務，成為國際上首個報道的在太空環境運行的雙光梳測距裝置，相關成果于2026年4月20日發表于期刊Light: Science & Applications。
距離測量的性能直接決定了空間諸多重大裝備的服役性能，例如分布式空間望遠鏡、編隊飛行星座、干涉式對地觀測載荷、可展開空間機構等重大航天工程，都依賴高精度絕對距離測量。當前星載測距技術（如飛行時間法、相位法）一般只能實現厘米至毫米級測量精度，在精度提升上存在顯著技術瓶頸。雙光梳測距技術能在長距離下保持微米級的精密度，并且可以直接繼承星載原子鐘的計量準確度，是面向未來空間精密測量的重要技術方向之一。
本次在軌測量的雙光梳絕對測距載荷，由清華大學、北京控制工程研究所、光維（廣東）科技有限公司聯合研制，在中國載人航天工程辦公室和空間技術研究院航天新技術項目辦公室的指導下實施。隨天舟九號發射升空后，于2025年7月15日完成與中國空間站天和核心艙對接并啟動試驗。載荷安裝于艙外，直接面對真空、輻照、原子氧、晝夜溫差等復雜空間環境。在此條件下，系統持續獲得穩定干涉信號，并在數月期間完成多次測距試驗，測距性能穩定。
圖1 雙光梳測距載荷及其在軌狀態：a 載荷艙外安裝狀態；b 載荷實物照片。
在軌試驗數據顯示，系統在1 kHz刷新率下實現了13 μm測距精密度，平均至1 Hz后優于0.5 μm。試驗數據將為未來空間探索任務提供關鍵技術參數，助力于我國在深空探測、對地遙感以及航天器在軌組裝維護等領域的技術發展。測試結果也表明，雙光梳絕對測距技術已從地面工程化產品正式邁向面向太空環境的宇航級產品。對于未來需要高精度位姿測量的空間任務而言，這項進展具有里程碑式意義。
圖2 雙光梳測距載荷在軌試驗結果：a 自校準工況下獲取的時域干涉信號；b 測距精密度（艾倫偏差）隨平均時間的變化關系。
2025年12月25日，中國航天科技集團有限公司研究發展部在北京組織召開“光學頻率梳太空微米級測距技術”項目科技成果鑒定會。楊孟飛院士領銜的鑒定委員會認為，該項目“實現了雙光梳測距技術的國際首次在軌飛行驗證與應用，整體技術達到國際先進水平，其中空間在軌雙光梳光源重頻穩定性和重復測距精度居國際領先水平”。
吳冠豪團隊長期圍繞光頻梳精密測量開展研究，依托清華大學精密儀器系和精密測試技術及儀器全國重點實驗室，在雙光梳測距、光頻梳激光雷達和多自由度測量等領域實現了系統性技術突破，建立了自主可控的核心技術體系。此次雙光梳在軌測距成果，是團隊持續推進基礎研究與工程應用結合的階段性進展，也為我國未來進一步發展高精度空間測量與空間科學儀器提供了新的技術支撐。
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https://www.nature.com/articles/s41377-026-02283-9
