葉楓

人工智能支持地磁導航全球定位系統或歡迎最穩定的“備用輪胎”

時間:2010-12-5 17:23:32  作者:蔡國慶   來源:楊韻禾  查看:  評論:0
內容摘要:近年來,隨著反衛星、電磁干擾等技術的發展,美軍越來越懷疑其高度依賴的全球定位系統(GPS)在關鍵時刻是否有效,并一直希望找到替代方案。根據美國國防一號網站最近的一份報告,美國空軍和麻省理工學院正在研究

近年來,隨著反衛星、電磁干擾等技術的發展,美軍越來越懷疑其高度依賴的全球定位系統(GPS)在關鍵時刻是否有效,并一直希望找到替代方案。根據美國國防一號網站最近的一份報告,美國空軍和麻省理工學院正在研究利用地球磁場為飛機等軍用車輛提供導航。一旦這項技術成功,它將成為全球定位系統最可靠的“備用輪胎”。

眾所周知,地球上有一個磁場。正如不同的地區有不同的地形,地球表面不同位置的磁場數據也是如此。目前,許多國家已經精確測量了地球磁場并繪制了全球磁場圖,科學家稱之為“磁異常圖”。地磁導航系統通過測量其位置的磁場數據并將其與磁場圖進行比較來確定其自身的位置。

2017年,美國空軍技術研究所助理教授艾倫坎齊阿尼(Alan Canziani)證明,使用磁傳感器測量飛機上的地磁場數據用于導航是可行的。然而,由于地磁場強度較低,飛機本身的電子系統產生的磁場會嚴重干擾磁傳感器的測量效果,從而影響導航精度。

為了解決這一問題,今年7月底,“美國空軍-麻省理工學院人工智能加速器”聯合研究小組發起了“磁導航信號增強挑戰”,將“英雄帖”(Hero Post)投放到開源研究社區GitHub,并征集技術解決方案,希望利用人工智能算法來分離和消除飛機等車輛磁場引起的測量誤差。

作為挑戰的一部分,美國空軍在GitHub上分享了一些數據,這是不尋常的。美國空軍情報局負責人工智能的副局長邁克爾卡南說,總的來說,“政府不想放棄數據?!备鶕f議,參與挑戰的研究人員必須將數據用于研究目的。

據悉,地球磁場的測量精度預計將達到10米左右,而全球定位系統的精度約為3米。然而,與脆弱的全球定位系統相比,地磁導航非常穩定,幾乎不可能被干擾,更不用說被摧毀了。聯合研究小組的戴維雅各布斯少校說,鑒于地球的大小及其磁場,只有核爆炸規模的干擾才能影響地磁信號。即便如此,“你也可以用機器學習算法來消除這些干擾?!?/p>

全球定位系統成立于20世紀80年代末,幾乎已經成為美國生活中不可或缺的一部分。美國空軍一直暗暗擔心其全球定位系統衛星在戰時會成為敵人的首要目標,因此大力開發新一代全球定位系統。實際上有很多選擇,如量子時鐘、慣性導航、六分儀導航等。然而,利用地球磁場來定位是最有希望的——,因為這種磁場系統不僅依賴于衛星,而且甚至不需要地理表示,所以很難被干擾。這種替代方案實施后,一旦美國軍方最令人擔憂的情況成為現實,他們將不會被迫使用上一代不準確的定位系統。

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