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据统计，截至2018年底，全球GPS用户数量已超过33亿，这对农业、交通和导航具有不可替代的意义。此外，GPS也是美国制导武器的命脉。

然而，随着全球反卫星武器的发展和兴起，美国GPS的主导地位已经逐渐开始动摇。尽管GPS的稳定性不可动摇，但在日益先进的反卫星武器面前，其安全性变得不那么安全。因此，美国陆军在十年前就开始与麻省理工学院合作研发，努力创造一种全新的导航系统。

现在，美国最新的地磁导航系统MagN即将问世。作为美国未来十年的超级炸弹武器，地磁导航系统MagN会给世界带来怎样的震撼？

反卫星武器的危险性

美国开发的导航系统MagN依靠地磁进行定位。其目前的定位精度GPS略逊于GPS，但其稳定性却令世人惊叹。

无论是电磁干扰还是恶劣天气，都无法对MagN的稳定性造成任何威胁，因为它没有卫星等硬件设施，自身也不会发射任何信号，因此其稳定性几乎无可挑剔。

但是GPS是目前世界上最先进的定位系统。美国为什么要自我革新，研究其他航海技术？这也源于近年来世界各国出现了先进的反卫星武器。

例如，在中国，除了大力发展北斗定位外，我们还开发了自己的反卫星武器。美国的GPS位于地球上23，000公里高的轨道上。如果我们想要反制甚至击落美国卫星，我们需要在同一轨道上部署一种进攻性卫星武器，而中国已经建立了一套完整的反卫星作战体系。

自2007年以来，美国一直在监视中国的反卫星作战能力，并评估了一份反卫星作战能力报告，其中提到中国不仅有能力通过网络进攻夺取美国的卫星通信，而且还拥有反卫星导弹和反卫星激光武器等完整的反卫星作战系统。

中国很久以前就开发了卫星干扰器并将其进口到伊拉克。在实战中，中国的卫星干扰机成功地使美国的战斧导弹偏离了轨道。

最终，美国对全球网络站水平进行了评估，中国仅次于美国和以色列，与俄罗斯并列第二。俄罗斯的卫星武器也位居世界前列，发达的电子系统可以抑制半径80公里内的信号。

海湾战争期间，美军对GPS制导武器的使用率仅为8%。到科索沃战争时，美军和北约盟国制造的GPS武器使用率飙升至90%。没有GPS的美军在现代战场上就像一只被拔掉牙齿的老虎。

这也是美军最担心、最不愿意看到的局面。他们的飞机、无人机和各种制导武器都严重依赖GPS。为了保证精确定位系统稳定地时刻在线，美国空陆军在十年前正式与麻省理工学院合作开发GPS的备份系统，于是地磁导航的MagN系统应运而生。

MagN系统、未来已至

地磁导航听起来很先进，但它实际上已经被人类使用了几千年。中国古代发明的指南针、航海指南针和14世纪欧洲人发现新大陆都起源于地磁导航。

地磁场分布在地球空附近，由于地球磁性物质的分布不同，各个地区的地磁场存在一定差异。地壳和上地幔在物质成分和结构上的差异，如地壳的拉伸断裂会导致磁场的畸变，岩石的磁性变化也会改变局部磁场。这些被称为地磁异常。

地球磁场的磁力线在每一点都是不同的。科学家们用尽各种方法来测量和绘制全球地磁异常图，这意味着掌握地球上的每一个点，并知道这些点的具体磁场强度和方向差异。

简而言之，MagN系统用于地磁定位和导航的原理是利用地磁场强度随地理位置空变化的特性来知道移动载体的大致位置。MagN将在移动的载体上安装磁强计，实时计算当前磁场数据，提取磁场特征，并与地磁异常图进行比较，从而准确知道当前位置。

地磁场分布广泛，因此这项技术也可以应用于不同领域的移动车辆，例如飞机、汽车和潜艇。地磁定位的最大优势是不依赖于外部环境，也不需要提前准备和部署硬件，不需要维护且不易受到干扰，可以在成本、可靠性和定位之间取得良好的平衡。

然而，这只是基于理论，MagN在市场上真正实现和应用的过程仍然充满障碍和困难。地球磁场很弱，但我们使用的只有特斯拉的百万分之一，移动载体携带的电子设备也会产生磁场，干扰磁力仪的测量数据，导致最终导航效果出现不同程度的偏差。

为了解决这一技术难题，麻省理工学院在GitHub上发起了磁导航信号挑战赛，大力寻求增强磁导航信号的技术解决方案。功夫不负有心人，最终麻省理工学院取得了突破，神经网络架构得到了很大的改进。机器可以用来识别学习车辆产生的磁噪声并将其分离。

该方案大大提高了MagN的定位精度。2020年，美国空陆军和麻省理工学院人工智能系在C-17A环球霸王III上安装了MagN实时磁导航系统。根据美国空军队的宣传，该导航系统通过神经网络学习和AIA校准进行训练，但只能在商用笔记本电脑上运行几分钟。

这次飞行试验还成功验证了MagN导航系统的可用性。根据研究人员的说法，他们在三年前使用磁地图在1000英尺空的高度飞行一小时，总体误差不超过13米。这不是MagN的极限。根据理论，MagN的理想最大精度可以达到10米。

尽管MagN的精度已经相当可观，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0.1米以内。作为世界上最精确的卫星定位，MagN系统与GPS相比仍有很大差距。

而且，虽然MagN系统不受外界干扰，但磁场的强度变化更为复杂。在理想条件下，MagN系统的精度误差可以控制在10米左右，但如果环境恶劣，MagN的最大误差甚至可能达到1公里，无法满足现代设备的定位精度要求。

MagN作为一个优缺点都很明显的定位系统，还需要很长时间的改进和优化。它适应的磁强计太大了，需要改进和缩小，最好将其集中到GPS模块的大小。同时，与传统的定位系统相比，它具有明显的优势，不依赖外部设备，只要更新磁图就可以长期使用，除非发生核爆炸，否则只会干扰地球磁场。

你对MagN的未来前景有什么看法？中国有必要发展自己的北斗备胎吗？欢迎阐述你的观点。