中国在对军事导航和目标定位至关重要的几项先进传感器技术方面的研究，以压倒性优势领先于美国、英国和澳大利亚这三个"奥科斯"（AUKUS）合作伙伴。
即使这三个国家与志同道合的印度洋-太平洋国家日本和韩国联手，它们在高影响力研究方面的产出也无法与中国相提并论。
澳洲智库ASPI今天重点关注两个关键技术集群，先进传感器和生物技术，这两个技术集群的突破将对未来的工业、社会和军事能力产生重大影响。
目前，跟踪系统已经对各国在64项技术领域的高影响力研究成果进行了统计。中国继续保持总体优势，在53项技术上遥遥领先，而美国只有11项。本文重点关注先进传感器。
高影响力研究是衡量科技能力的关键绩效指标。例如，最近人工智能（AI）应用（如ChatGPT）的蓬勃发展吸引了全球的目光，这似乎像是突然出现，但实际上是基于数十年来人工智能和计算领域的默默研究和进步。
尽管北美在价值2000亿美元的远程传感器市场中占有最大份额（41%），但跟踪报告显示，中国的论文在高被引论文前10%中占有巨大份额，特别是在惯性导航系统（44%）、光子传感器（43.7%）、多光谱和高光谱成像传感器（48.9%）和声纳传感器（49.4%）方面，中国未来的发展轨迹十分强劲。
跟踪器中包含的先进传感器技术用于传感、计时和导航。它们由对磁场和引力场、光波和无线电波以及原子精度的时间测量具有极其灵敏的探测能力的设备组成。这七种技术包括原子钟、惯性导航系统、引力传感器、磁场传感器、多光谱和超光谱成像传感器、卫星定位和导航以及雷达。
之前发布的三项传感器技术是声纳和声学传感器、光子传感器和量子传感器。
我们的表格显示了我们对先进传感器技术的分析，并确定了高被引论文前10%中论文比例最高的领先国家。关键技术跟踪显示，在10项先进传感器技术中，中国有7项处于领先地位。这反映了中国政府近年来在这些领域做出的巨大努力和投资。
其中四项技术具有较高的技术垄断风险，可转化为未来的技术主导地位。然而，当我们把奥克斯盟国家和其他可能的合作伙伴的产出加在一起时，挑战的严峻性就变得更加清晰了。
即使AUKUS的三个合作伙伴齐心协力，它们在中国领先的七项技术中仍有六项严重落后，在第七项技术磁场传感器上也只能勉强并驾齐驱。
如果AUKUS扩大规模，与日本和韩国合作，他们在这六个领域仍然无法赶上。如果加上欧洲，这个多国集团将在雷达、卫星定位和导航领域逐步领先，但是，在其他领域仍将落后于中国。
在最近与日本和韩国领导人的峰会上，美国总统乔-拜登重申了美国在三边伙伴关系中加强军事和经济联系的意图。与此同时，日本也表示有兴趣加入AUKUS的非潜艇技术合作。这一姿态在AUKUS各国首都广受欢迎。
这些技术中的每一项对我们的经济、军队和日常生活都至关重要。例如，全球定位系统（GPS）每天有数十亿人在使用，对于国防部队来说，从态势感知到弹药制导，它都是不可或缺的。但是，它们的精确度取决于地面原子钟和轨道上几颗GPS卫星发出的精确定时信号。
惯性导航系统长期以来一直是导弹制导的重要组成部分，它利用一系列传感器来计算物体相对于其起始参考点的位置，而不需要连续的GPS参考点。如果GPS网络受到干扰和欺骗攻击，这一点就变得非常重要。
同样，地面穿透雷达传感器对全球定位系统的依赖性也较低，它可以用无线电波扫描和绘制地面地图，这对法医、考古和地雷探测非常有用。
磁场和重力场传感器在导航领域内外都有重要应用。它们可以穿透泥土、岩石和水，揭示地形信息。与无人机配合使用时，这些传感器可为土地测量和矿产勘探提供宝贵的见解。
重力场传感器可用于监测地震和火山活动，探测空洞和碳氢化合物储量。
量子传感器也可用于测量磁场和重力场，但灵敏度更高、空间分辨率更好、响应速度更快。
光子传感器可应用于医学，比如测量血液饱和度或葡萄糖水平；环境监测，比如测量压力和温度；生化传感，如有毒化学物质；以及自主系统，如激光成像和探测。
商业卫星成像的能力已经很强，其空间分辨率为地球上25厘米×25厘米的像素，相当于一台笔记本电脑的大小。然而，多光谱和高光谱成像通过捕捉特定的颜色提供额外的信息，例如能够探测化学元素，这对农业、矿产勘探和许多其他领域都很有用。例如，它可以检测整个土地区域的叶绿素这种绿色植物中的一种关键化合物的光谱特征，以抵制那些试图夸大其碳减排措施的国家的"洗绿"行为。例如，2022年10月发射的日本高光谱卫星成像仪"Hisui"所拍摄的地球图像就具有为气候政策制定提供信息所需的光谱分辨率。
量子传感器可以测量磁场和重力场，具有更高的灵敏度、空间分辨率和更快的响应速度，而且对手更难干扰。
与光子传感器相比，雷达的优势在于可以"看穿"云层。然而，雷达的空间分辨率与波长与天线长度之比直接相关，天线尺寸很快就会变得不切实际。合成孔径雷达（SAR）成像技术的出现解决了这一问题，其空间分辨率取决于"孔径"的大小。合成孔径雷达在20世纪70年代被军方广泛使用，现在已成为商业卫星成像领域一个不断发展的产业，2022年的市场份额将达到37亿美元。
在10项先进传感器技术中，有7项由中国的两家机构，中国科学院（CAS）和武汉大学领导。中科院是世界上最大的研究机构，旗下有100多个研究所和三所大学。在我们的技术追踪中，武汉大学在惯性导航系统、卫星定位和导航以及多光谱和高光谱成像方面名列前茅。目前，人们对武汉大学从国际附属机构（如国际全球导航卫星系统）获取数据存在担忧，因为这有可能为中国人民解放军提供支持。2019年，武汉大学与联合国训练研究所签署了一份谅解备忘录，通过联合国卫星中心在遥感的人工智能研究和创新能力方面开展合作。最近，武汉大学成功尝试让人工智能暂时完全控制其太空卫星，从而加强了这一合作，引起了人们的关注。训研所等全球机构必须确保其卫星数据的使用仅限于全球应用和挑战。
关键技术追踪显示，北京航空航天大学是全球磁场传感器领域表现最出色的机构，在该领域全球排名前10%的高被引研究论文中，北京航空航天大学的论文占6.6%，而排名第二和第三的机构分别是英国诺丁汉大学（2%）和美国麻省理工学院（1.9%），北京航空航天大学在该领域的表现明显领先于其他机构。
总体而言，美国是引力场传感领域表现最出色的国家，而中国科学院则在机构榜上遥遥领先，是唯一进入前十名的中国大学，加州大学系统和加州理工学院分别位居第二和第四。德国在国家排名中位居第三，马克斯-普朗克研究所在重力场传感器领域排名第三。英国剑桥大学和伦敦大学学院分列第五和第六位。
2023年9月22日|Jenny Wong-Leung和Dannielle Pilgrim
声明：该文观点仅代表作者本人，本信息平台不持有任何立场，欢迎在下方【顶/踩】按钮中亮出您的态度。