超快，亚原子级别的粒子称为μ子已被用于首次进行无线地下导航。通过使用与地下μ子探测接收器同步的μ子探测地面站，东京大学的研究人员能够计算六层楼的地下室中接收器的位置。

由于全球定位系统无法穿透岩石或水，因此这项新技术可用于未来的搜救行动、监测海底火山以及指引地下和水下自主车辆。这项研究成果已在《iScience》杂志上发表。

全球定位系统（GPS）是一种成熟的导航工具，提供广泛的正面应用，从更安全的空中旅行到实时定位绘图。然而，它也有一些局限性。GPS信号在较高纬度下较弱，并且可能会被干扰或欺骗（其中伪造信号取代真实信号）。信号也可以反射在墙壁等表面上，受到树木的干扰，并且不能穿过建筑物、岩石或水。

相比之下，近年来，μ子因其帮助我们深入火山内部、窥视金字塔和看到气旋内部的能力而备受关注。μ子全球每分钟不断地频繁降落（约每平方米10,000个），且无法被干扰。

东京大学Muographix的教授Hiroyuki Tanaka解释道："宇宙射线μ子均匀地落在地球上，并始终以相同的速度行进，不受它们所穿越的物质的影响，甚至可以穿过数公里的岩石。"现在，通过使用μ子，我们开发了一种新的GPS，称为μ子测位系统（muPS），它可以在地下、室内和水下运行。"

MuPS最初是为了帮助检测由水下火山或构造运动引起的海底变化而创建的。它使用地面上的四个μ子探测参考站提供地下μ子接收器的坐标。该技术的早期版本需要将接收器通过一根电线连接到地面站，极大地限制了其移动范围。

然而，这项最新研究使用高精度石英钟将地面站与接收器同步。参考站提供的四个参数以及用于测量μ子“飞行时间”的同步时钟使得接收器的坐标能够被确定。这个新系统被称为μ子无线导航系统（MuWNS）。

为了测试MuWNS的导航能力，在大楼的六楼放置了参考探测器，而“导航者”则携带接收器探测器到地下一层。他们持着接收器慢慢在地下室的走廊中走动。而不是实时导航，测量数据被记录下来用于计算他们的路线，并确认他们所走的路径。

“目前，MuWNS的准确性介于2米和25米之间，可覆盖100米的范围，具体取决于行走人员的深度和速度。如同在城市地面上的单点GPS定位一样好，甚至更好，”田中表示。“但与实际应用还有很大差距。人们需要米级别的准确度，而要实现这一点的关键是时间同步。”

改进这个系统以实现实时、米级精度的导航取决于时间和金钱。理想情况下，团队想要使用芯片级原子钟（CSAC）。" CSAC已经在商业上可用，并且比我们目前使用的石英钟好两个数量级。然而，它们现在对我们来说太昂贵了。但是，我预见随着全球对于手机CSAC的需求增加，它们将变得更加便宜，" Tanaka说道。

MuWNS未来可以用于引导在水下工作的机器人或指导地下的自主车辆。除了原子钟外，MuWNS的所有其他电子组件现在都可以微型化，因此团队希望最终将其安装到手持设备中，如您的手机，是可行的。在建筑物或矿山坍塌等紧急情况下，这可能会成为搜索和救援队伍的未来游戏变革。