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兵在掌上阅 亮剑弹指间

地磁导航——

全球定位系统的替代选择


■成高帅 李丰雨

美空军提出的地磁导航示意图

据外媒报道,美空军地磁导航技术日前取得进展。由美空军和麻省理工学院共同进行的研究显示,地磁导航定位精度可精确至10米,略低于全球定位系统的3米精度。

所谓地磁导航,是通过不同地域的地球磁场强弱度确定位置。就像地形有高低起伏,地球表面磁场强度也不尽相同。为详细掌握地球磁场强度,研究人员利用磁力计测量出各地磁场强度后,绘制出反映地球磁场情况的磁异常图,以此作为地磁导航基础。2017年,美空军曾在飞行中用磁力计测量磁场强度。通过比对实际测量值与磁异常图后研究人员发现,地磁导航是可行的。唯一问题是飞机在飞行中产生的电磁效应对磁力计影响较大,这也成为此项研究的难点所在。美空军希望利用人工智能辅助工具消除电磁干扰,从而获取更准确的地磁强度读数和更高的定位精度。

研究人员认为,与现有各型导航系统相比,地磁导航有两大优势。一是不易受干扰。从自然科学角度看,干扰地球磁场几乎不可能。除非发生核爆,才有可能引发地球磁场的波动。另外,使用干扰机也不具有可操作性。因为干扰地球磁场需要一个规模巨大的干扰机,通过人工智能技术可抵消这种干扰。

二是使用便捷。地磁导航利用磁力计即可读取载具周围的地球磁场强度数值,不受时间、环境等限制。相比之下,全球定位系统依赖天基、陆基系统和基础设施,以及上/下行链路。一些机载替代导航设备也受种种限制,如地形匹配系统无法在海上使用,恒星跟踪器和计算机视觉系统受天气和光线影响较大等。

近年来,随着反卫星、电磁干扰等技术快速发展,全球定位系统的脆弱性暴露无遗。因此,美军加快寻找替代技术。在这一背景下,美空军提出地磁导航技术,并与麻省理工学院签订合同,共同实施“人工智能加速器项目”,旨在利用人工智能推动包括地磁导航在内的多项先进技术研发。在该项目实施中,美空军为其提供多种政策和活动支持。一方面,美空军拿出军用数据库与科研界共享,力求推动研究尽快取得实质性进展。另一方面,美空军以改进人工智能工具提升地磁导航效能为主题,举办挑战赛,希望以此集聚民间智慧,攻克研究难关。

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