По мере роста зависимости от спутниковой навигации авиационная отрасль сталкивается с растущими рисками помех GPS и спуфинга. Будь то враждебные силы или технические сбои, вмешательство угрожает коммерческим и военным полетам. Инженеры спешат разработать устойчивые альтернативы, а многообещающие новые технологии пробираются из лабораторий в небо.

Airbus объединился с SandboxAQ, компанией из Кремниевой долины, специализирующейся на искусственном интеллекте и квантовом зондировании, для проведения полевых испытаний нового метода навигации. Их сотрудничество сосредоточено на устройствах квантового зондирования, в частности на системах MagNav. Компактный прибор считывает крошечные магнитные сигналы земной коры, что позволяет ему точно определять положение самолета даже в случае неисправности спутника.

Испытательный самолет «Летающая лаборатория» компании Acubed, дочерней компании Airbus, оснащенный системой MagNav, налетал более 150 часов в континентальной части Соединенных Штатов. Навигационная система измеряет уникальный магнитный «отпечаток пальца» под каждым участком местности и использует бортовой искусственный интеллект для перекрестной проверки этих сигналов с подробными магнитными картами. Конечный результат: результаты позиционирования, которые надежно соответствуют, а иногда и превосходят стандарты точности полета Федерального авиационного управления (ФАУ).

Генеральный директор SandboxAQ Джек Хидари рассказал Wall Street Journal, что, хотя технология потребует дополнительных испытаний и сертификации перед ее широким распространением, первые результаты обнадеживают и представляют собой поворотный момент.

«Самое сложное — доказать, что технология работает», — отметил Хидари. «Насколько нам известно, это первая новая система абсолютной навигации за последние 50 лет».

Традиционная GPS полагается на сигналы, передаваемые орбитальными спутниками — система, которая, хотя и надежна, все более уязвима к помехам. Атаки спуфинга выдают ложные данные о местоположении с земли, чтобы обмануть бортовые приемники, а атаки с глушением заглушают сигналы и парализуют навигационные системы. Когда-то эти атаки были редкими, но теперь происходят в горячих точках по всему миру, затрагивая тысячи рейсов и создавая серьезную угрозу для гражданской авиации.

    Квантовое зондирование предлагает принципиально иной подход. В отличие от GPS, которая передает цифровые данные, которые можно взломать, квантовые магнитные датчики «по сути невозможно подделать». Все измерения проводятся внутри самолета, а данные поступают исключительно из естественного и неизменного магнитного поля Земли.

    Система работает, излучая фотоны из лазера, которые поражают электроны, которые поглощают и повторно излучают фотоны во время релаксации. Энергетическая подпись, создаваемая этим процессом, отражает силу местного магнитного поля — информацию, уникальную для каждого квадратного метра поверхности Земли. Искусственный интеллект MagNav интерпретирует эту подпись и сопоставляет ее со справочной картой, преобразуя необработанные квантовые измерения в полезные данные о местоположении.

    В ходе недавних летных испытаний MagNav стабильно сохранял точность позиционирования в пределах двух морских миль. Еще более впечатляюще то, что ее более высокая точность — в большинстве случаев в пределах 550 метров — обычно превосходит конкурирующие инерциальные системы без помощи спутников.

    Потенциал квантового зондирования выходит далеко за рамки авиации. Помимо обеспечения безопасности в навигации, квантовые датчики могут помочь национальной обороне, обнаруживая скрытые объекты, такие как подводные лодки или подземные туннели, а также улучшить медицинскую диагностику, воспринимая слабые магнитные сигналы от сердца или мозга, сказал Джо Депа, глобальный директор по инновациям EY. Кроме того, внедрение этой технологии не может быть завершено за несколько лет или даже десятилетий.

    «Мы не говорим о том, что произойдет через 20 лет», — сказал Депа. «Мы говорим о настоящем».