根据统计，截止2018年全球GPS用户数量已经累计超过33亿，对农业、运输及航空有着无可替代的重要意义，除此之外，GPS也是美军制导武器的命脉所在。

然而随着全球反卫星武器的发展崛起，美国GPS的优势地位也逐渐开始摇摇欲坠，GPS的稳定性虽然无可撼动，但在日益先进的反卫星武器面前，它的安全性就变得没那么牢靠。于是美国空军在十年前便开始和麻省理工合作研发，力争开创一个全新的导航系统。

而现在，美国最新的地磁导航系统MagNav即将问世。作为美国今后十年的超级王炸武器，地磁导航系统MagNav又将会为世界带来怎样的震撼？

反卫星武器的危险性

美国所研发的导航系统MagNav依靠地磁进行定位，它目前的定位精度GPS比起GPS稍逊一筹，但所表现出的稳定性却令世人感到惊异。

无论是电磁干扰还是恶劣天气，都无法对MagNav的稳定性造成一点威胁，因为它没有卫星等硬件设施，本身不会发射出任何信号，在稳定性上几乎无懈可击。

可GPS作为现在全球最先进的定位系统，为何美国要进行自我革新，去研究其他导航呢？这还要源自于近几年世界各国先进反卫星武器的陆续问世。

2020年全球地磁场强度分布图

比如中国，在大力研发北斗定位之余，我们还开发了自己的反卫星武器。美国的GPS位于地球23000公里高的轨道上，如果我们想要对美国卫星进行反制甚至是击落，就需要在相同轨道上部署一个具备攻击性的卫星武器，而中国已经建立起完整的反卫星作战体系。

从2007年起，美国就开始监视中国的反卫星战力，并评估了一份反卫星战力报告，其中提到中国不仅拥有利用网络攻势夺取美国卫星通讯的能力，还拥有反卫星导弹、反卫星激光武器等完整的反卫星作战体系。

并且中国在很早之前就开发出卫星干扰器，并将其进口给伊拉克。实战过程中，中国的卫星干扰器成功让美国战斧导弹出现弹道偏离。

在最后美国评价了全球的网络站等级，中国仅次于美国和以色列，与俄罗斯并列第二等级。俄罗斯的卫星武器同样处于世界先列，所研制的电子系统能对半径80公里的的范围内实现信号压制。

海湾战争期间，美军对GPS制导武器的使用率仅为8%。到了科索沃战争，美军和北约盟军对GPS制造武器的使用率就飙升到90%。现代战场上失去了GPS的美军，就犹如被拔去利齿的猛虎。

这也是美军最担忧与最不愿目睹的局面，他们的飞机、无人机以及各种制导武器都对GPS有着严重依赖。为了确保精确定位系统的稳定性时刻在线，美国空军在十年前和麻省理工正式合作，打算开发一套GPS的备用系统，于是地磁导航的MagNav系统便应运而生了。

MagNav系统、未来已至

地磁导航听似高级，实际上已经被人类应用了数千年之久。我国古代发明的指南针、航海罗盘，以及十四世纪欧洲人使用罗盘发现新大陆，这些伟大的发明和发现其实都源自于地磁导航。

地磁场分布在地球近地空间，因地球磁性物质分布不同，所以每个地域的地磁场也存着在一些差异。地壳和上地幔的物质组成和结构差异，比如地壳拉伸断裂，都会导致磁场的扭曲，岩石的磁性变化也会让局部磁场发生改变，这些就叫做地磁异常。

地球磁场的磁力线每个点都有所不同，科学家们此前想方设法通过各种方式测量绘制了全球的地磁异常图，这也就意味着掌握了地球上的每一个点位，得知了这些点位的具体磁场强度和方向差异。

而地磁定位导航MagNav系统的原理，简而言之就是利用地磁场强度随地理空间位置变化具有不同分布的特质，来得知运动载体的大致位置。而MagNav会在运动载体上安装磁力计，实时计算出当前磁场数据，提取磁场特征，来与地磁异常图进行比对，从而精确得知当前位置。

地磁场分布十分广泛，于是该技术也可以适用于飞机、汽车、潜航器等不同领域的运动载体。而地磁定位最大的优势，就是不依赖外部环境，也不需要提前准备部署硬件，无需维护，不会轻易受到干扰，能在成本、可靠性和定位之间取得良好平衡。

然而这只是基于理论，MagNav想要真正实现并应用于市场，过程仍然是充满着阻碍困难。地球的磁场很是微弱，而我们所利用的不过是百万分之一特斯拉量级，运动载体所携带的电子设备也会产生磁场，对磁力计的测量数据进行干扰，导致最终的导航效果出现程度不一的偏差。

为了解决这个技术难题，麻省理工在GitHub上发起了磁导航信号挑战赛，大力征求能增强磁导航信号的技术方案。功夫不负有心人，最终麻省理工如愿取得突破，神经网络架构得到了巨大提升，可利用机器来识别学习载具产生的磁噪，并分离消除。

该方案让MagNav的定位精度大大提升，2020年美空军联合麻省理工人工智能部在 C-17A Globemaster III 上安装了MagNav实时磁导航系统。根据美空军宣传，该导航系统通过神经网络学习以及AIA校准，只是在商用笔记本电脑上进行了几分钟的短暂训练。

而这次飞行试验，也成功验证了MagNav导航系统的可用性，根据科研人员论述，他们使用三年前的磁地图，在海拔一千英尺的高空飞行一小时，整体误差未超过13米。而这并非是MagNav的极限，按照理论，MagNav的理想最大精度是能达到10米的。

尽管MagNav的精度已经十分可观，但美国GPS定位系统的精度误差早在2023年10月就已经控制在了0.1米之内，作为目前全球精度最高的卫星定位，MagNav系统和GPS依然有着不小的差距。

并且MagNav系统虽然不受外界干扰，但磁场的强度变化是较为复杂的。在理想条件下MagNav系统的精度误差可控制在10米左右，但如果是环境恶劣的地区，MagNav的最大误差甚至可能达到1公里，完全无法符合现代设备的定位精度要求。

MagNav作为优劣明显的定位系统，目前还需要相当漫长的时间来完善优化，它所适配的磁力计体积太大，需要改善缩小，最好能浓缩到GPS模块大小。同时它比较传统定位系统优势又十分显著，不依赖外部设备，只要更新录入磁图就能长期使用，除非发生核爆炸事件，才会对地球磁场造成干扰。

而你对MagNav的未来前景又有着怎样的判断呢？中国又是否有必要开发自己的北斗备胎？欢迎阐述你的观点。