Учёные испытали навигацию без GPS в четырёхчасовом полёте над Тихим океаном
Американские специалисты успешно испытали систему навигации, позволяющую самолёту определять своё положение без GPS по едва заметным изменениям магнитного поля Земли. Во время эксперимента Embraer 170 провёл над Тихим океаном четыре часа и 23 минуты, а новая технология повысила точность определения координат на 89% по сравнению с традиционными резервными методами.
Испытание прошло в рамках программы MagNav подразделения Defense Innovation Unit (DIU), которое занимается внедрением новых технологий для Министерства обороны США. Маршрут пролегал от района Пьюджет-Саунд возле Сиэтла до южной Аляски и обратно. Большую часть полёта самолёт находился над открытым океаном, где практически отсутствуют наземные ориентиры, способные помочь при навигации без спутниковых систем.
MagNav использует квантовые датчики для измерения естественного магнитного поля Земли. Оно неоднородно: состав и структура земной коры создают небольшие пространственные изменения магнитного сигнала. Система сопоставляет измеренные характеристики с заранее известной магнитной картой и таким образом определяет положение самолёта без обращения к спутникам GPS.
Такая технология особенно интересует военных из-за уязвимости спутниковой навигации. Сигналы GPS могут подавляться средствами радиоэлектронной борьбы или подменяться ложными сигналами. Представители DIU отмечают, что естественное магнитное поле планеты нельзя просто отключить или заглушить тем же способом, которым нарушается работа спутниковой системы.
Существующие резервные способы навигации также имеют ограничения. Над сушей экипаж может использовать радиолокационные карты или визуальные ориентиры — дороги, реки и города. Над океаном таких объектов почти нет. Инерциальные навигационные системы способны работать автономно, однако их ошибка постепенно накапливается, поэтому небольшое первоначальное отклонение со временем может значительно увеличить погрешность координат.
Именно открытый Тихий океан стал сложной проверкой MagNav. По данным DIU, после четырёх часов и 23 минут работы без GPS система обеспечила на 89% более высокую точность определения положения по сравнению с традиционными резервными средствами навигации. Важно, что речь идёт именно об улучшении относительно этих резервных методов, а не о «точности 89%».
Во время полёта координаты поступали пилотам в реальном времени на обычные планшеты. Это показало, что для внедрения технологии потенциально не потребуется полностью перестраивать приборную панель самолёта или устанавливать сложный новый комплекс отображения информации.
Программа начала развиваться весной 2024 года под названием Transition of Quantum Sensing. На предложение DIU откликнулись 72 компании, после чего для создания экспериментальной системы была выбрана Honeywell Aerospace. По словам заместителя директора направления Kill Web в DIU Кайла Нормана, проект за сравнительно короткое время прошёл путь от постановки задачи до создания и лётных испытаний прототипа.
Успешный полёт Embraer 170 стал переходом от лабораторных экспериментов к проверке технологии в реальных авиационных условиях. Для военной авиации такая независимая система позиционирования потенциально может стать дополнительным уровнем защиты в районах, где спутниковая навигация подавляется или недоступна.
Следующим этапом станет испытание MagNav на военно-транспортном самолёте C-17 Globemaster III ВВС США. DIU и Honeywell планируют провести демонстрацию до конца 2026 года, чтобы проверить работу системы уже на крупном военном самолёте и в условиях, более близких к реальной эксплуатации.
В перспективе магнитная навигация может получить применение не только в военной, но и в гражданской авиации как независимый резерв на случай потери GPS. Однако нынешнее испытание пока демонстрирует работоспособность прототипа: для широкого внедрения технологии потребуются дальнейшие проверки на разных маршрутах, самолётах и в различных геофизических условиях.