美國：AI賦能地磁導(dǎo)航 GPS或迎最穩(wěn)“備胎”

近年來，隨著反衛(wèi)星、電磁干擾等技術(shù)的發(fā)展，美國軍方越來越懷疑其嚴(yán)重依賴的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)在關(guān)鍵時刻是否有效，并一直希望找到一種替代方案。據(jù)美國Defenseone網(wǎng)站近日報道，美國空軍聯(lián)手麻省理工學(xué)院正在研究利用地球磁場為飛機(jī)等軍用載具提供導(dǎo)航。該技術(shù)一旦成功，將成為GPS最可靠的“備胎”。

眾所周知，地球存在磁場，正如不同地區(qū)地形各異，地表不同位置的磁場數(shù)據(jù)也各不相同。目前各國已對地球磁場進(jìn)行了較為精確的測量，并繪制了覆蓋全球的磁場地圖，科學(xué)家們稱之為“磁異常圖”。地磁導(dǎo)航系統(tǒng)正是通過測量所處位置的磁場數(shù)據(jù)，與磁場地圖對比以確定自身位置。

2017年，美國空軍理工學(xué)院助理教授阿倫·坎西亞尼實(shí)驗(yàn)證明，在飛機(jī)上用磁傳感器測量地磁場數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航目的，具備一定的可行性。但是，由于地磁場強(qiáng)度較低，在“微(百萬分之一)特斯拉量級”，飛機(jī)本身電子系統(tǒng)等產(chǎn)生的磁場會嚴(yán)重干擾磁傳感器的測量效果，從而影響導(dǎo)航的精確性。

為了解決這一問題，今年7月底，“美國空軍—麻省理工學(xué)院人工智能加速器”聯(lián)合研究團(tuán)隊發(fā)起了“磁導(dǎo)航信號增強(qiáng)挑戰(zhàn)賽”，在開源研究社區(qū)GitHub撒下“英雄帖”，征集技術(shù)方案，希望利用人工智能算法分離并消除飛機(jī)等載具自身磁場帶來的測量誤差。

作為挑戰(zhàn)賽的一部分，美國空軍在GitHub上共享了部分?jǐn)?shù)據(jù)，這種做法非比尋常。美國空軍情報局負(fù)責(zé)人工智能的副局長邁克爾·坎南說，一般情況下，“政府不會想放棄數(shù)據(jù)”。按照協(xié)議，參與挑戰(zhàn)賽的研究人員必須將數(shù)據(jù)用于研究目的。

據(jù)悉，地球磁場的測量精度有望達(dá)到10米左右，而GPS的精度約為3米。但相比脆弱的GPS，地磁導(dǎo)航非常穩(wěn)定，幾乎不可能被干擾，更不可能被摧毀。聯(lián)合研究團(tuán)隊中的戴維·雅各布空軍少校稱，鑒于地球及其磁場的大小，只有核爆炸規(guī)模的干擾才能影響到地磁信號，即便如此，“你同樣可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來消除這些干擾”。

總編輯圈點(diǎn)

創(chuàng)建于1980年代后期的GPS，幾乎發(fā)展成全美國人生活必不可少的一部分。美空軍一直暗暗擔(dān)心，在戰(zhàn)時其GPS衛(wèi)星會成為敵方首要打擊目標(biāo)，這才卯上勁地研發(fā)新一代全球定位系統(tǒng)。替代方案其實(shí)有很多種，比如量子鐘、慣性導(dǎo)航、六分儀導(dǎo)航等等，不過，利用地球磁場進(jìn)行定位是最被看好的——因?yàn)檫@種磁場系統(tǒng)不但不依賴衛(wèi)星，甚至都不需要地理圖示，很難被干擾。這個替代方案落實(shí)后，一旦美軍最擔(dān)心的情況成真，他們也不至于被迫使用上一代不甚精確的定位系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞： AI賦能地磁導(dǎo)航