Геомагнитная навигация: российская РЭБ как двигатель мирового прогресса

Назад к компасу

СВО ознаменовалось не только триумфом квадрокоптеров и всего беспилотного, но и систем борьбы с ними. Только вот работа комплексов РЭБ по обе стороны фронта совершенно незрелищная, оттого обыватель узнаёт о ней из уст свидетелей. Для искушённого зрителя это не аргумент, как ни крути. Для специалистов, наоборот, именно эффективность систем РЭБ, в первую очередь российских, стало откровением СВО с далеко идущими последствиями.

С дронами и квадрокоптерами всё понятно – это эффективное оружие, имеющее сугубо тактическое применение. А вот с радиоэлектронной борьбой дела гораздо сложнее. При определённом желании это становится стратегическим ресурсом, формирующим обширные зоны запрета доступа. Высокоточное оружие либо перестаёт быть таковым, либо требует перерасхода боеприпасов. Дублирующие системы наведения (инерционные и на основе подстилающей поверхности) далеко не всегда обеспечивают необходимую точность наведения. В отличие от спутниковых систем GPS, Глонасс и Галилео. Но глушение и спуфинг (подмена сигнала со спутника) могут сделать высокоточное оружие опасным для самого пользователя.

На Украине уже тестируются системы, симулирующие GPS-сигналы с сигнатурой, соответствующей территории Беларуси. Неоднократные свидетельства подобных трюков приходили из Киева. Насколько это эффективно, пока непонятно, но ясно одно – высокие и очень недешёвые технологии GPS-спуфинга пришли на Украину. Поэтому проблемы, поднятые западными авторами относительно мощи РЭБ, вполне актуальны и для Российской Армии.


GPS не вечен. В первую очередь, для военного применения. Об этом задумались в Соединенных Штатах и определили очень интересную закономерность. Уровень развития автономного (или частично автономного) транспорта стал напрямую влиять на национальную безопасность. Речь об инфракрасных и лазерных сканерах на современных машинах, которые, при желании, могут составить какую угодно точную карту Америки. И не только Америки. Разумеется, первыми под удар попали современные китайские автомобили.

По мнению американских аналитиков, КНР непрерывно собирает бортовую телеметрию с проданных в США машин и в дальнейшем может использовать эту информацию в военных целях. Например, составить точные карты для автономной навигации крылатых ракет, которым спуфинг не помеха. Собственно, по этому поводу неконкурентоспособный американский автопром получил защиту от четырёхколёсной техники made in China в виде драконовских ввозных пошлин. Озабоченность уязвимостью спутниковой навигации перед современным РЭБ появилась давно, но только СВО навела фокус на эту проблему.

Одним из путей преодоления радиоэлектронных систем может быть возврат к навигации по компасу. Конечно, не в буквальном смысле, а в варианте глубокого творческого переосмысления. По-научному технический приём называется ориентацией по геофизическим (магнитным) полям и сулит немало выгод. Во-первых, достаточно высокую точность навигации – до 2 метров. Ни о каком использовании в геодезических работах речь не идёт, но для военных и гражданских нужд сойдёт. Во-вторых, и это главное, подавить и засорить систему навигации, основанную на данных естественных полей Земли, очень непросто. В частности, высокой помехоустойчивостью отличаются навигационные комплексы, работающие по магнитному полю планеты. Как водится, идею подсмотрели у животных. Птицы, киты и прочие мигрирующие организмы миллионы лет пользуются данной навигацией, хотя и не до конца понятно, каким образом они это делают. Впрочем, это не важно. Главное, что карта естественных магнитных полей Земли давно составлена, и ничего не мешает ими воспользоваться. Возникает естественный вопрос – если всё с магнитной навигацией так замечательно, почему она до сих пор не заменила GPS и подобных?

Несколько вопросов

При всём удобстве геомагнитной навигации, она не лишена недостатков. Первый и самый главный – зачем было городить огород, если под руками есть вполне работоспособная спутниковая система. Сложно представить, сколько сотен миллиардов совокупно вложили государства в GPS, Глонасс и прочие, чтобы ещё спонсировать некую магнитную систему позиционирования. Которая, к слову, появилась задолго до космической навигации и ничего сложного в себе не таит.

В настоящее время во многих смартфонах реализуется возможность навигации в помещениях, куда не добирается сотовая связь и GPS-сигнал. Это так называемые технологии локального позиционирования, основанные на магнитных аномалиях окружающей обстановки. Главное — предварительно картографировать магнитные поля и постараться исключить возмущения, например, от работы лифтов. Если масштабировать эту систему на уровень летательных аппаратов, то появится навигационный аппарат, ориентирующийся на магнитные аномалии Земли. Последние без особых проблем картографируются с того же спутника с точностью до пары метров.

Одним из отечественных примеров подобной техники можно считать корреляционно-экстремальную систему навигации от «Раменского приборостроительного конструкторского бюро». В отличие от классических систем навигации, ориентирующихся по заранее известным навигационным ориентирам, задача позиционирования решается на основе сразу нескольких эталонных параметров. За основу берутся карты рельефа подстилающей поверхности, параметры гравитационного и магнитного полей Земли. Всё это работает в связке с инерционной навигационной системой, баро- и радиовысотомерами, магнито- и гравиметрами.

Почему нельзя было довериться только магнитному полю Земли? Зачем столько дублирующих друг друга систем? Всё дело в большой зашумленности магнитного поля, серьёзно снижающего точность навигации. Сейчас в Соединенных Штатах и, надеемся, в России работают над этой проблемой. Инициированы исследования были как раз расцветом РЭБ на полях СВО. В первую очередь, конечно, российских средств радиоэлектронной борьбы, ставших своеобразным двигателем прогресса в деле навигации.


Вопросы фильтрации входящих сигналов на устройства геомагнитной навигации решено возложить на искусственный интеллект. Куда сейчас без этой модной темы? Вот и радиоинженеры не смогли обойтись. Прошедшим летом в Соединенных Штатах компания SandboxAQ презентовала систему AQNav, построенную вокруг искусственного разума и квантовых сенсоров. Последние, по заверениям разработчиков, способны улавливать едва заметные аномалии магнитного поля. А искусственный разум в режиме реального времени проводит сверку с эталонными картами и избавляется от шума.

Работа над изделием шла полтора года, и у разработчика уже есть контракт с Пентагоном. Пока на прототип, а не на серийную модель. На этапе испытаний сейчас не менее 40 систем, и общий налет составляет более двух сотен часов. Тестовыми носителями AQNav выступали транспортный C-17A, стратегический бомбовоз B-52 и ударный дрон MQ-9. В SandboxAQ полагают, что использовать геомагнитную навигацию можно в связке со штатными GPS-системами. Как раз на случай подавления. При этом устроить геомагнитной системе что-то подобное спуфингу почти невозможно. Гендиректор SandboxAQ Лука Феррара утверждает, что для подобного фокуса нужны мощности и ресурсы поистине гигантских масштабов. Хорошо бы подошла атомная электростанция. Впрочем, пока это лишь заявления разработчика системы, к которым следует относиться с известной долей скепсиса.


В итоге мы наблюдаем развитие на Западе системы, позволяющей летательным аппаратам практически полностью избежать влияния РЭБ. Пока такие гаджеты очень недешёвы – одни квантовые сенсоры чего стоят. До недавнего времени такие системы могли себе позволить только щедро финансируемые лаборатории. В России сенсоры применяются в космической технике. Без чувствительной техники приёма сигнала никак не обойтись – машинному разуму нужны большие объёмы информации для надёжной селекции шумов. Да и сам искусственный интеллект на пустом месте не работает. Ему нужны серьёзные вычислительные мощности и уйма энергии. Всё это позволяет говорить лишь о предварительных результатах американских экспериментов. На каждый дрон и крылатую ракету AQNav не воткнуть. Но прогресс, как мы помним, не остановить. И раз уже он спровоцирован российским РЭБ, то грех отдавать приоритет его роста противнику.