告别GPS。 美国人正在寻找卫星导航的替代方案
全球GPS系统已经变得脆弱。 资料来源：Popularmechanics.com
昂贵且不安全
为什么著名的GPS对美军不满意？ 首先，成本高昂：每颗新卫星的成本为223亿美元。 这已经成为近年来减少从五角大楼采购的原因。 第二个更严重的问题是卫星星座易受新威胁的威胁 武器 俄国。 今年235月，美国军方指控俄罗斯航空航天部队测试了A-2542努多尔反卫星导弹，据称是针对美国太空物体的。 根据五角大楼的说法，先前（2543月）“探测”俄罗斯宇宙飞船Kosmos-XNUMX和Kosmos-XNUMX的Keyhole / Chrystal侦察小组的单个卫星充当了潜在目标。 美国陆军太空司令部负责人约翰·雷蒙德（John Raymond）对这种情况发表了评论：
“俄罗斯的DA-ASAT（直接上升反卫星武器）测试再次显示了对美国太空系统及其盟友的威胁是真实的，严重的并且正在增长。”
能够击落卫星的A-235“ Nudol”火箭的测试。 资料来源：rt.ru
所有这些清楚地向美国军方清楚地表明，如果与俄罗斯发生冲突，卫星的太空星座可能会受到攻击，而GPS设备将不会成为目标清单中的最后一个。 当大多数罢工不是在视线范围内而是在全球定位系统发出的信号上进行时，这给美国最喜欢的远程战争造成了全球性问题。 这不仅是俄罗斯的反卫星武器问题。 去年，据称美国人已经在地中海上捕获了违反GPS的家用电子战设备。 根据五角大楼的说法，这样做是为了掩盖在叙利亚的俄罗斯军队。 在Khmeimim中部署了一些强大的全球定位系统干扰源，甚至在本古里安（以色列）和拉纳卡（塞浦路斯）的机场也“操纵”了GPS卫星的信号。 西方国家指控特种部队和俄罗斯军队至少登记了10万起所谓的GPS用户欺骗案件。 卫星导航信号的接收器从第三方接收数据，该第三方向用户显示与现实不符的坐标。 我必须说，这是精密武器时代非常有用的能力。 特别是，美国新闻界流传的信息是，在2018年刻赤桥隆重开幕期间，由弗拉基米尔·普京（Vladimir Putin）领导的卡车车队实际上在65公里外的阿纳帕机场地区。 至少根据GPS系统。 在多大程度上与现实相对应，这是未知的，但人们只能为俄罗斯潜在对手的印象感到高兴。 为了公平起见，我们注意到GPS干扰技术在中国甚至在朝鲜已经发展到某种程度。
几年来，美国军方一直在寻找GPS系统的替代品，借助原子钟进行导航可能会成为首批替代方案之一。 2012年，DARPA创建了C-SCAN原子钟芯片的原型，该原型与惯性导航系统一起，可以高精度确定单个战斗机，装备和直接精密武器的位置。 同时，新系统中的测量误差远低于卫星导航的情况。 原则上，即使在GPS发生故障的情况下，即使是现在，美国军方也使用陀螺仪和加速度计，而原子钟芯片将使所有这些微型化。 而且也不会干涉，也不会以俄罗斯特殊服务的形式提供第三方。 但是，在将这些承诺应用到实际设备中之前，五角大楼只梦想着导航新原则。 例如，手持六分仪的天文导航最近已返回海军官兵训练计划。 当然，这些都是与现实无关的极端情况，迫使我们寻找替代方案。 例如，在导航中要考虑地形磁场的特殊性。
手上有磁铁
利用地球的表面磁场梯度进行导航不是美国的专门技术。 关于类似主题的文章已经在国内专业科学出版物中流传了数十年。 这个想法本身是在1960年代由苏联院士A.A. 克拉索夫斯基。 现在正在开发的技术基于现代磁力计，具有很高的灵敏度，准确性和速度。 考虑到地球磁场的高度可变性，我们可以放心地谈论基于地形或区域的单独特征进行定向的可能性。 装有灵敏的磁力计和准确的世界地图的飞机，火箭或坦克将能够在不使用GPS系统的情况下进行导航。 同时，定位精度可以达到10米，与卫星导航没有根本区别。 磁场梯度的参数与太阳活动，季节和天气条件无关。 但是从理论上讲，结果是如此美妙。 如果美国人决定为其军队创建这样一个系统（该系统已经有一个名称：MAGNAV），他们将面临很多问题。
地形的磁梯度比较。 左侧为2011，右侧为1999。 资料来源：《管理问题》杂志
首先，要在敌国领土上发动战争，必须准确掌握该地区的磁场图。 但是怎么做呢？ 从卫星上将无法使用，高度太高，将完全看不到渐变。 一种解决方案可能是在外国航空公司的定期航班的飞机上暗藏磁力计和记录设备。 但是，如果您查看任何在线的空中交通地图，例如俄罗斯，您就会明白这是徒劳的。 我们有广阔的领土，没有空中航线通过。 而且民用飞机的飞行高度仍然很高，因此无法研究磁梯度的所有微妙之处。 五角大楼需要地形的磁图，主要是用于巡航导弹的导航，其目标是地面以上几十米。 在俄罗斯出版物中，提到飞机无法沿磁梯度正常航行时超过1公里。 在美国，针对这种情况，正在考虑使用组合导航系统，当车辆沿磁梯度横穿先前探索的区域时，并且当其越过“前线”时，它将打开惯性系统。 事实证明这是不正确的，但是还没有其他选择。
其次，磁力计不断受到寄生场的干扰，即淹没噪声。 特别是其中很多是飞机本身产生的。 直升机旋翼产生的磁场呢？ 美国人正在尝试解决使用人工智能算法消除噪声的问题：他们目前正在麻省理工学院研究该主题。
美国的实验是使用安装在轻型飞机“塞斯纳”上的磁力计来建立该地区的磁图。 资料来源：defenceone.com
第三，在激烈的敌对行动中，不可避免地会有爆炸，枪击和其他有害的电磁脉冲干扰磁力计的运行。 在一系列原子爆炸之后，这种导航将会发生什么？ 总的来说，对于战争条件的新颖性的稳定性仍然值得怀疑。 对于针对香蕉共和国的罢工，它可以这样做，但是我认为不会有任何干扰GPS的事情。
任何行动都将不可避免地遭到反对。 这种“反导航”工作的一种形式可能是强大的磁场源，散布在可能发生冲突的区域上。 该技术的目的应该是形成使真实位置变形的磁性地形梯度。 然后可能的敌人将不得不依靠良好的旧惯性系统，甚至依靠六分仪。
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