利用GPS定位衛星，在全球范圍內實時進行定位、導航的系統，稱為全球衛星定位系統，簡稱GPS。GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鐘所記錄的時間在衛星星歷中查出。

  據外媒報道，有了GPS，人們很難在地球上走丟，但如果換成深太空則完全是另外一回事了。令人難以置信的距離、三維旅行、明顯地標的匱乏 ，這一切都讓太空導航變得異常復雜。在過去，脈沖星被作為一個解決方案，不過現在，一支NASA科研團隊提出了一個新方法，即宇宙飛船通過追蹤一組脈沖星的可預測X射線信號來不間斷地、自動估算自己當前的位置。

 脈沖星（Pulsar），又稱波霎，是中子星的一種，為會周期性發射脈沖信號的星體，直徑大多為10千米左右，自轉極快。

  據了解，當恒星死亡時，它們會自動坍縮，通常都變成了黑洞，但并不是所有都這樣，如果是質量是我們太陽10-29倍的恒星，它們將變成中子星。在這當中，部分中子星由于極強磁場和極快旋轉作用而會從兩級發射出電磁輻射光束，如果地球在這些光束的路徑中就能檢測到信號，也就是“脈沖”并由此得名脈沖星。

  X射線脈沖星能夠為近地軌道、深空和星際空間飛行的航天器提供位置、速度、時間和姿態等豐富的導航信息，從而實現航天器長時間高精度自主導航與精密控制，具有廣闊的工程應用前景。同時，開展X射線脈沖星導航與探測技術研究，將直接促進X射線天體物理學等科學研究領域的發展。

  由于脈沖星以恒定的速度旋轉，所以它們信號的預測準確度非常高，像毫秒脈沖星甚至對未來幾年作出預測。正是因為這種極端的規律性使其成為了完美的深空導航工具。

  用這些天然的信標導航這一想法早在2012年就已形成，一直到2016年，歐航局(ESA)才對此公布了一份詳細的可行性研究，其概述了脈沖星導航的工作原理。現在，NASA則將這一設想搬到了現實，他們展開了一個叫做Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology（以下簡稱SEXTANT）的實驗。

  科研團隊在實驗中使用了裝有52個X射線望遠鏡的Neutron-star Interior Composition Explorer(NICER)探測器。2017年11月，團隊對4個特定毫秒脈沖星進行了實驗，期間他們進行了78次時間測量。機載算法將這些數據組合在一起然后精準定位出NICER的位置，最終再將結果與衛星GPS數據進行比較。

  盡管NICER在地球軌道的飛行速度超過了17500mph（28000km/h），但這種新方法僅用了8個小時時間就將位置縮小到了10英里（16公里）的半徑范圍內，最好的時候則能達到了3英里（5公里）。

  SETANT系統構架師Luke Winternitz表示，這比他們實驗分配的兩周時間要快得多。

  雖然3英里的誤差對于尋找地球上的房子可能太大，但在浩瀚的太空內卻可以忽略不計。

  如果脈沖導航系統最終投入使用，那么未來太空飛船將能精確地追蹤到它們在三維空間的位置并可以在不需要跟地球通信的情況下也能自動調整路線讓自己停留在目標位置上。

  獲悉，第二輪實驗將在今年下半年進行。

  X射線脈沖星導航是實現航天器長時間高精度自主導航的可行途徑，具有傳統導航技術無法比擬的性能優勢，其技術特征如下：

（1）全信息——X射線脈沖星導航能夠為航天器提供10維導航信息，包括3維位置、3維速度、3維姿態和1維時間。傳統的導航技術手段只能提供部分導航信息，如衛星導航能提供位置、速度和時間信息；慣性導航系統僅能提供姿態信息；傳統天文導航系統只能提供姿態和位置信息。

（2）全空域——X射線脈沖星導航適用于整個太陽系，從近地軌道、深空至星際飛行的無縫導航。脈沖星輻射的X射線信號可在大氣層外的整個太陽系空間被探測到，針對各類航天飛行任務需求，可以選擇不同導航參考點，對導航算法進行適應性修改，以滿足航天器自主導航應用需求。

（3）長時間——X射線脈沖星導航是以太陽系質心作為時空基準點，是在絕對參考框架下為航天器（導航星座）提供導航信息服務，解決導航星座整體旋轉問題，實現星座長時間自主運行。

（4）高精度——X射線脈沖星導航最終精度能夠達到：定軌精度10米、時間同步精度1納秒和姿態測量精度3角秒，這是傳統天文導航技術難以比擬的。

（5）自主性——脈沖星輻射的X射線信號是一種天然信標，因此X射線脈沖星導航具有信息完備性、實時操作性、不發信號、不依賴地面站和長時間運行等自主導航特征，是真正意義上的航天器自主導航的有效途徑。