MAGNAV: армия США рассматривает навигацию по магнитному полю Земли как альтернативу GPS

Успехи потенциальных военных противников, таких как Россия, Китай и Северная Корея в разработке эффективных средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) заставили Пентагон искать возможную замену системе спутниковой навигации GPS, которая относительно легко может быть поражена неприятелем в случае «большой войны».

Последствия того, что в один миг в результате удачной операции сил радиоэлектронного подавления противника «зрение» потеряют ВВС, флот и ракетные войска могут быть весьма серьезными и решить исход противостояния. В США забили тревогу, когда в Сирии в начале этого года участились случаи выхода из строя систем спутниковой навигации ВС США, а СМИ в один голос возложили ответственность за помехи на российскую авиабазу Хмеймим. Тогда же в Технологическом институте ВВС (AFIT) всерьез задумались об альтернативе, а в курс штурманов ВМС США на всякий случай вернули обучение пользованию изобретенным в XVIII веке секстантом.

Другие альтернативные решения для определения местоположения, навигации и синхронизации (APNT) включают пассивные подходы, такие как использование компьютерного зрения (камеры), слежение за звездами или навигационные решения по местности. Когда GPS-сигнал теряется, они потенциально полезны, однако ограничены визуальной средой, погодой и отсутствием топографии над водой. 

Поэтому, как сообщает издание Defense One, одной из наиболее перспективных альтернатив GPS сегодня является система навигации по аномалиям магнитного поля Земли (MAGNAV).

Магнитные поля, исходящие от поверхности Земли, различаются по интенсивности, как и топография, а карты магнитных аномалий этих полей существуют уже много лет. 

Технология MAGNAV при помощи магнитометра фиксирует и соотносит с картой местности отклонения магнитного поля Земли, вызванные различными объектами. При этом для создания карты Земли не требуется топографическая карта или спутники, необходимые для GPS-навигации.

Еще в 2017 году доцент кафедры электротехники Технологического института ВВС США Аарон Канчиани решил на практике проверить, могут ли магнитные датчики (магнитометры), прикрепленные к самолету, измерять интенсивность магнитных полей и, таким образом, определять местонахождение самолета. В рамках эксперимента самолет Cessna был оснащен магнитометрами спереди и сзади. Данные за сорок летных часов и большая работа по снижению шума от показаний доказали, что идея жизнеспособна. 

На сентябрь 2020 года запланированы испытания, в ходе которых датчики и программное обеспечение MAGNAV будут установлены на учебный истребитель F-16 Школы летчиков-испытателей ВВС (AFTPS) на опытном полигоне базы ВВС США Эдвардс в Неваде.

Самый большой вопрос к магнитной навигации – её точность. По сравнению с GPS она проигрывает – при соотнесении показаний датчиков с магнитной картой собственные координаты определяются с погрешностью до 10 м. 

В отличие от четкого сигнала из космоса, такие факторы, как электрические операции самого самолета, могут повлиять на способность датчика определять силу поля. Здесь на помощь приходит искусственный интеллект, который устраняет шум от показаний датчика, чтобы обеспечить лучший сигнал и большую точность. 

Аарон Канчиани уверен, что для многих военных задач точность до метра не нужна. Поэтому на данный момент MAGNAV значительно перспективнее инерциальных систем навигации (ИНС) или полетных карт. Однако при этом стопроцентной надёжностью система не обладает, поскольку, если случится ядерная война, взрывы заглушат магнитное поле планеты.