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(shí)刻是否有效，并一直希望找到一種替代方案。據(jù)美國Defense one網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)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(chǎng)為軍用載具提供導(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(chǎng)，正如不同地區(qū)地形各異，地表不同位置的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)也各不相同。目前各國已對(duì)地球磁場(chǎng)進(jìn)行了較為精確的測(cè)量，并繪制了覆蓋全球的磁場(chǎng)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(cè)量所處位置的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，與磁場(chǎng)地圖對(duì)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(cè)量地磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度較低，在“微特斯拉量級(jí)”，飛機(jī)本身電子系統(tǒng)等產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)嚴(yán)重干擾磁傳感器的測(cè)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(duì)發(fā)起了“磁導(dǎo)航信號(hào)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載具自身磁場(chǎng)帶來的測(cè)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(bào)局負(fù)責(zé)人工智能的副局長(zhǎng)邁克爾·坎南說，一般情況下，“政府不會(huì)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(chǎng)的測(cè)量精度有望達(dá)到10 m左右，而GPS的精度約為3 m。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(duì)中的戴維·雅各布空軍少校稱，鑒于地球及其磁場(chǎng)的大小，只有核爆炸規(guī)模的干擾才能影響到地磁信號(hào)，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”。