То, что нельзя заглушить: найден естественный заменитель GPS
Ученые предложили альтернативу GPS-навигации, которую невозможно заглушить или подделать. Новая система использует магнитное поле Земли — естественный ориентир, доступный в любой точке планеты. Разработка может стать резервным инструментом для авиации, морского транспорта и дронов в условиях электронных помех. Об этом сообщает телеканал "Наука".
Навигация без сигналов и спутников
Проблемы с глушением и спуфингом GPS в последние годы затрагивают не только военную сферу, но и гражданскую авиацию, судоходство и беспилотные системы. В ответ на эти риски ученые ищут способы навигации, не зависящие от радиосигналов. Одним из таких решений стала система MagNav — магнитная навигация, представленная Датским техническим университетом на Европейской конференции по управлению ECC 25. Подобные подходы уже развиваются и в других областях, включая автономные платформы, где применяются системы навигации без GPS.
В основе метода лежит использование магнитного поля Земли, которое не требует передачи сигналов и потому принципиально не поддается внешнему вмешательству. В отличие от GPS, система ничего не излучает и работает исключительно на приеме данных окружающей среды.
"Особенность MagNav в том, что он, в отличие от GPS, ничего не излучает — поэтому его невозможно спуфить или глушить. Магнитное поле Земли не заглушить", — объясняет профессор Нильс Ольсен, один из разработчиков технологии.
Невидимый магнитный ландшафт
Магнитное поле Земли формируется на глубине около 2900 километров, однако на него также влияют горные породы, расположенные ближе к поверхности. Эти породы создают локальные вариации поля, которые различаются от региона к региону. В совокупности они образуют своего рода невидимый ландшафт, напоминающий чередование магнитных "гор" и "долин".
MagNav использует эти вариации для определения местоположения. Магнитометры, установленные на самолетах или дронах, измеряют изменения поля при движении. Система анализирует не одно значение, а динамику изменений и сопоставляет ее с заранее составленной магнитной картой местности, вычисляя координаты — на фоне того, что магнитное поле в целом подвержено таким явлениям, как геомагнитные бури.
Зачем нужны магнитные карты
Для работы MagNav требуется подробное картографирование магнитного поля конкретной территории. Это достигается за счет систематических облетов региона на малых высотах — чем ниже полет, тем выше точность данных. После создания карты она может использоваться годами, поскольку задействованные компоненты магнитного поля меняются крайне медленно.
При этом разработчики не стремятся заменить GPS полностью. Точность MagNav ниже, но для резервной навигации этого достаточно.
"MagNav, конечно, не будет таким точным, как GPS, но это не очень и нужно. Пилоты, с которыми я общаюсь, говорят, что им достаточно точности в пределах 5 км", — отмечает Ольсен.
От Гренландии к глобальному применению
В Дании проект MagNav сейчас сосредоточен на Гренландии и Северной Атлантике — регионах стратегически важных и слабо покрытых магнитными картами. Для этого используются высотные дроны, способные собирать данные с высокой точностью.
Параллельно рассматривается идея глобального магнитного картографирования с помощью спутников на низких вытянутых орбитах. По предварительным оценкам, такая система может обеспечить точность до 20-50 метров в хорошо изученных районах и около 5 километров в глобальном масштабе. Для резервной навигации и выявления подмены GPS-сигналов этого более чем достаточно.
В перспективе MagNav может стать надежным дополнением к спутниковым системам и повысить устойчивость навигации в условиях современных технологических угроз.
