地磁導航-全球定位系統的替代選擇

發布時間：2020-11-16 09:18:00

據外媒報道，美空軍地磁導航技(jì )術日前取得進展。由美空軍和麻省理(lǐ)工(gōng)學(xué)院共同進行的研究顯示，地磁導航定位精(jīng)度可(kě)精(jīng)确至10米，略低于全球定位系統的3米精(jīng)度。

所謂地磁導航，是通過不同地域的地球磁場強弱度确定位置。就像地形有(yǒu)高低起伏，地球表面磁場強度也不盡相同。為(wèi)詳細掌握地球磁場強度，研究人員利用(yòng)磁力計測量出各地磁場強度後，繪制出反映地球磁場情況的磁異常圖，以此作(zuò)為(wèi)地磁導航基礎。2017年，美空軍曾在飛行中(zhōng)用(yòng)磁力計測量磁場強度。通過比對實際測量值與磁異常圖後研究人員發現，地磁導航是可(kě)行的。唯一問題是飛機在飛行中(zhōng)産(chǎn)生的電(diàn)磁效應對磁力計影響較大，這也成為(wèi)此項研究的難點所在。美空軍希望利用(yòng)人工(gōng)智能(néng)輔助工(gōng)具(jù)消除電(diàn)磁幹擾，從而獲取更準确的地磁強度讀數和更高的定位精(jīng)度。

研究人員認為(wèi)，與現有(yǒu)各型導航系統相比，地磁導航有(yǒu)兩大優勢。一是不易受幹擾。從自然科(kē)學(xué)角度看，幹擾地球磁場幾乎不可(kě)能(néng)。除非發生核爆，才有(yǒu)可(kě)能(néng)引發地球磁場的波動。另外，使用(yòng)幹擾機也不具(jù)有(yǒu)可(kě)操作(zuò)性。因為(wèi)幹擾地球磁場需要一個規模巨大的幹擾機，通過人工(gōng)智能(néng)技(jì )術可(kě)抵消這種幹擾。

二是使用(yòng)便捷。地磁導航利用(yòng)磁力計即可(kě)讀取載具(jù)周圍的地球磁場強度數值，不受時間、環境等限制。相比之下，全球定位系統依賴天基、陸基系統和基礎設施，以及上/下行鏈路。一些機載替代導航設備也受種種限制，如地形匹配系統無法在海上使用(yòng)，恒星跟蹤器和計算機視覺系統受天氣和光線(xiàn)影響較大等。

近年來，随着反衛星、電(diàn)磁幹擾等技(jì )術快速發展，全球定位系統的脆弱性暴露無遺。因此，美軍加快尋找替代技(jì )術。在這一背景下，美空軍提出地磁導航技(jì )術，并與麻省理(lǐ)工(gōng)學(xué)院簽訂合同，共同實施“人工(gōng)智能(néng)加速器項目”，旨在利用(yòng)人工(gōng)智能(néng)推動包括地磁導航在内的多(duō)項先進技(jì )術研發。在該項目實施中(zhōng)，美空軍為(wèi)其提供多(duō)種政策和活動支持。一方面，美空軍拿(ná)出軍用(yòng)數據庫與科(kē)研界共享，力求推動研究盡快取得實質(zhì)性進展。另一方面，美空軍以改進人工(gōng)智能(néng)工(gōng)具(jù)提升地磁導航效能(néng)為(wèi)主題，舉辦(bàn)挑戰賽，希望以此集聚民(mín)間智慧，攻克研究難關。

來源：中(zhōng)國(guó)國(guó)防報

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