美國(guó)啟動(dòng)“地磁導(dǎo)航”全球測(cè)繪計(jì)劃:信號(hào)不怕干擾
1月12日消息,隨著電子戰(zhàn)技術(shù)的普及,GPS信號(hào)易被干擾、欺騙的缺陷日益凸顯。
在此背景下,美國(guó)國(guó)防創(chuàng)新部門(mén)(DIU)近期正式啟動(dòng)一項(xiàng)“地磁導(dǎo)航(magnav)”全球測(cè)繪計(jì)劃,在通過(guò)地球磁場(chǎng)這一天然地圖,構(gòu)建不受干擾的可靠導(dǎo)航體系,破解GPS依賴?yán)Ь帧?
該計(jì)劃名為“地磁空中無(wú)人測(cè)量系統(tǒng)”(GAUSS),核心目標(biāo)是推動(dòng)磁導(dǎo)航技術(shù)的實(shí)用化,尤其攻克海洋區(qū)域的精準(zhǔn)導(dǎo)航難題。
作為應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)航技術(shù),GPS的脆弱性近年愈發(fā)凸顯,敵方干擾或欺騙均可能導(dǎo)致定位失靈。
GPS的核心短板是主動(dòng)式信號(hào)傳輸機(jī)制,其廣播的射頻信號(hào)易被探測(cè)、干擾甚至攻擊,復(fù)雜電磁環(huán)境下無(wú)法保障導(dǎo)航穩(wěn)定。
與GPS形成鮮明對(duì)比的是,此次計(jì)劃聚焦的磁導(dǎo)航技術(shù)憑借被動(dòng)式工作原理,天然具備抗干擾優(yōu)勢(shì)。
該技術(shù)核心是通過(guò)高靈敏度磁力計(jì),捕捉地殼外層磁性巖石產(chǎn)生的地磁場(chǎng)變化。各地地磁特征獨(dú)一無(wú)二,系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與地磁地圖比對(duì)即可精準(zhǔn)定位。
由于不依賴任何外部信號(hào)發(fā)射,磁導(dǎo)航不會(huì)向外廣播可被探測(cè)的射頻信號(hào),且依托地球本身的物理特性工作,幾乎無(wú)法被干擾。
這種特性使其在海洋上空、偏遠(yuǎn)荒漠等衛(wèi)星信號(hào)薄弱或易受干擾的區(qū)域,具備不可替代的應(yīng)用價(jià)值。
盡管磁導(dǎo)航技術(shù)在地球物理學(xué)界已較為成熟,但長(zhǎng)期以來(lái)未能廣泛應(yīng)用。其核心瓶頸在于缺乏高精度、局部化的地磁參考地圖,這一問(wèn)題在海洋區(qū)域尤為突出。
現(xiàn)有商用機(jī)載測(cè)繪平臺(tái)適配陸地勘測(cè),航程和探測(cè)范圍無(wú)法覆蓋廣闊海域。這導(dǎo)致海洋區(qū)域地磁場(chǎng)強(qiáng)度與具體坐標(biāo)的匹配數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺失。
“磁力導(dǎo)航技術(shù)的廣泛應(yīng)用主要受限于特定目標(biāo)區(qū)域參考數(shù)據(jù)的可用性和準(zhǔn)確性”,DIU在招標(biāo)書(shū)中明確指出了這一關(guān)鍵短板。
為突破這一困境,GAUSS計(jì)劃將分階段推進(jìn)。其核心任務(wù)是研發(fā)適配海洋測(cè)繪的磁數(shù)據(jù)采集平臺(tái)原型。計(jì)劃明確提出,需改造現(xiàn)有航空測(cè)繪平臺(tái),使其具備跨洋飛行能力,并開(kāi)發(fā)可快速擴(kuò)展的低成本技術(shù)。
考慮到單一機(jī)型無(wú)法滿足全區(qū)域數(shù)據(jù)采集需求,計(jì)劃將資助至少兩種不同類型的飛行平臺(tái)。其中一種可在約30,000英尺高空?qǐng)?zhí)行探測(cè)任務(wù),另一種則能在2000英尺左右的海面高度進(jìn)行低空掃描。
同時(shí),針對(duì)地磁場(chǎng)隨晝夜交替、太陽(yáng)風(fēng)等太空天氣波動(dòng)的問(wèn)題,計(jì)劃還向業(yè)界征求新型校正技術(shù)。
例如可利用空間天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或高空氣球等晝夜巡游監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù),提升導(dǎo)航精度。
據(jù)悉,GAUSS計(jì)劃為多年期項(xiàng)目。目前該計(jì)劃已向業(yè)界發(fā)布招標(biāo)書(shū),行業(yè)反饋截止日期為1月22日。不過(guò),項(xiàng)目的具體預(yù)算和工期尚未披露。
業(yè)內(nèi)人士分析,該計(jì)劃將填補(bǔ)全球地磁導(dǎo)航參考數(shù)據(jù)空白,完善海洋區(qū)域地磁地圖,推動(dòng)磁導(dǎo)航技術(shù)從理論走向?qū)嵱谩?
一旦技術(shù)成熟,將在衛(wèi)星導(dǎo)航之外構(gòu)建起第二層可靠的導(dǎo)航保障,這能為航空、航海等領(lǐng)域提供不受干擾的精準(zhǔn)導(dǎo)航選擇。





