最近，媒体铺天盖地报道了中国将要发射第一颗脉冲星导航实验卫星的消息，据称“中国科学家将从此重构时空基准”，占据极具战略意义的一个新制高点。此后掀起了一批媒体报道的热潮。媒体的报道和网友的热捧，甚至影响了股市的走向。
过去几年，我从事了脉冲星自转和计时模型以及利用脉冲星探测引力波的工作。在仔细阅读媒体报道后，我发现该项目以及规划的后续脉冲星导航路线，存在“目标虚幻、机理不清、应用不明”的问题。这篇文章，针对“目标虚幻”，先来回答“脉冲星导航到底有多准”这个问题。
1967年7月，当时24岁的苏珊·乔丝琳·贝尔女士在射电望远镜记录的数据中发现了类似于心电图的极规律的脉动信号。
很快，科学家意识到这些信号来自宇宙，因此把发出这些信号的源命名为“脉冲星”。不久之后理论学家指出，这些脉冲星就是高速自转着的中子星。这些中子星上发出的具有方向性的光束，如同探照灯一样随着其自转而不断地扫过地球，由此地球上的望远镜收到了一个个的脉冲信号。人们形象地把这种机制称为“灯塔模型”。
在航海中，船只需要知道自己所在的位置、航向、航速，这样才可以估计剩余的航行时间、修正方向。对于飞行器而言，如果有一座雷达，就可以通过雷达发射的电磁波的反射时间来计算出飞行器和雷达的距离；再通过电磁波频率的多普勒移动计算出飞行器沿着雷达视线方向的速度。利用三台放置在不同地点的雷达，分别测量出飞行器相对于每台雷达的距离和速度，就可以利用几何学计算出飞行器的三维位置和速度。
然而随着飞行器越飞越远，那些相距上千公里，甚至跨越不同大洲的地面雷达，也都渐渐显得聚在一个点上。因此许多台雷达几乎变成了只有一台雷达，定位的精度就大大下降了。例如火星探测器的定位精度可以在百米左右，而冥王星探测器的定位精度就只有若干公里。如果人类想从太阳系旅行到另一个恒星系统的某颗行星上，甚至从“银河帝国”的版图一端旅行到另一端，那仅靠地球上的雷达网络来定位恐怕就要谬以“无穷里”了。
这时，人类自然地把注意力转移到了宇宙灯塔——脉冲星上。这些脉冲星距离我们都有上千光年的距离，而且广泛地分布在银河系的各个方向。科学家设想，飞船离某颗脉冲星越近，接收到它的脉冲信号的时间就会越提前。相反地，飞船离某颗脉冲星越远，脉冲信号的到达时间就会被推迟。
据此人们可以计算出飞船相对于脉冲星的位置；与此同时，当飞船向着某颗脉冲星飞行时，由于多普勒效应，飞船观测到的脉冲星发出脉冲的间隔将由于多普勒效应而减小；当飞船背离某颗脉冲星飞行时，飞船观测到的这颗脉冲星发出的脉冲间隔就会增加。
在一些新闻报道和科普作品中，经常看到这样的说法：脉冲星的脉冲信号周期性非常稳定，比最好的原子钟还要稳定。因此可以用它来替代原子钟提供更准确的时间基准，从而得到更高的定位精度。
近日新华社的一则报道中提到，我国即将发射由航天科技集团第五研究院研制的首颗脉冲星导航试验卫星。报道中提到脉冲星导航的“最终精度可以到10米”。这是个具有误导性的提法。这个10米是如何计算出来的呢？
用X射线探测器的时间分辨率30纳秒乘以光速每秒30万公里，差不多给出9米。然而脉冲星导航的定位精度并非由卫星上探测器的时间分辨率决定，而是主要由脉冲轮廓到达时间不确定度和短期脉冲计时稳定性所共同决定。如果飞船远离地球，无法使用地球提供的最新星历进行脉冲星计时的话，脉冲星的长期时间稳定性也会对定位精度起到决定性的影响。
应该这么说，脉冲星导航的定位精度无论如何也到不了10米，除非探测器的信噪比无穷大，脉冲星的轮廓绝对不变，脉冲星的自转和脉冲辐射规律被完全掌握。只有在这种情况下，脉冲星导航的定位精度才可能到10米以下，而上面的条件没有一个是原则上或者理论上可能达到的。因此，原则上和理论上就不存在脉冲星导航精度达到10米的可能性！
在考虑了上面所提到的种种因素后，在导航所需要的反应时间内（比如小时到月），一般X射线脉冲星的脉冲到达时间残差的尺度大约是几微秒到几十微秒量级，把它乘以光速转换成距离就是几公里到几十公里量级。这是基于脉冲星的性质和目前的脉冲星的天体物理理论所给出的脉冲星导航的固有精度，所有的技术手段（包括X射线探测、信号处理和滤波）都只能逼近这个固有精度，而不能逾越。
可见，媒体报道的该计划最终10米的导航精度，是一个虚幻的目标，是根本不可能实现的！