根據統計，截止2018年全球GPS用戶數量已經累計超過33億，對農業、運輸及航空有着無可替代的重要意義，除此之外，GPS也是美軍制導武器的命脈所在。
然而隨着全球反衛星武器的發展崛起，美國GPS的優勢地位也逐漸開始搖搖欲墜，GPS的穩定性雖然無可撼動，但在日益先進的反衛星武器面前，它的安全性就變得沒那麼牢靠。於是美國空軍在十年前便開始和麻省理工合作研發，力爭開創一個全新的導航系統。
而現在，美國最新的地磁導航系統MagNav即將問世。作為美國今後十年的超級王炸武器，地磁導航系統MagNav又將會為世界帶來怎樣的震撼？
反衛星武器的危險性
美國所研發的導航系統MagNav依靠地磁進行定位，它目前的定位精度GPS比起GPS稍遜一籌，但所表現出的穩定性卻令世人感到驚異。
無論是電磁干擾還是惡劣天氣，都無法對MagNav的穩定性造成一點威脅，因為它沒有衛星等硬件設施，本身不會發射出任何信號，在穩定性上幾乎無懈可擊。
可GPS作為現在全球最先進的定位系統，為何美國要進行自我革新，去研究其他導航呢？這還要源自於近幾年世界各國先進反衛星武器的陸續問世。
2020年全球地磁場強度分佈圖
比如中國，在大力研發北斗定位之餘，我們還開發了自己的反衛星武器。美國的GPS位於地球23000公里高的軌道上，如果我們想要對美國衛星進行反制甚至是擊落，就需要在相同軌道上部署一個具備攻擊性的衛星武器，而中國已經建立起完整的反衛星作戰體系。
從2007年起，美國就開始監視中國的反衛星戰力，並評估了一份反衛星戰力報告，其中提到中國不僅擁有利用網絡攻勢奪取美國衛星通訊的能力，還擁有反衛星導彈、反衛星激光武器等完整的反衛星作戰體系。
並且中國在很早之前就開發出衛星干擾器，並將其進口給伊拉克。實戰過程中，中國的衛星干擾器成功讓美國戰斧導彈出現彈道偏離。
在最後美國評價了全球的網絡站等級，中國僅次於美國和以色列，與俄羅斯並列第二等級。俄羅斯的衛星武器同樣處於世界先列，所研製的電子系統能對半徑80公里的的範圍內實現信號壓制。
海灣戰爭期間，美軍對GPS制導武器的使用率僅為8%。到了科索沃戰爭，美軍和北約盟軍對GPS製造武器的使用率就飆升到90%。現代戰場上失去了GPS的美軍，就猶如被拔去利齒的猛虎。
這也是美軍最擔憂與最不願目睹的局面，他們的飛機、無人機以及各種制導武器都對GPS有着嚴重依賴。為了確保精確定位系統的穩定性時刻在線，美國空軍在十年前和麻省理工正式合作，打算開發一套GPS的備用系統，於是地磁導航的MagNav系統便應運而生了。
MagNav系統、未來已至
地磁導航聽似高級，實際上已經被人類應用了數千年之久。我國古代發明的指南針、航海羅盤，以及十四世紀歐洲人使用羅盤發現新大陸，這些偉大的發明和發現其實都源自於地磁導航。
地磁場分佈在地球近地空間，因地球磁性物質分佈不同，所以每個地域的地磁場也存着在一些差異。地殼和上地幔的物質組成和結構差異，比如地殼拉伸斷裂，都會導致磁場的扭曲，岩石的磁性變化也會讓局部磁場發生改變，這些就叫做地磁異常。
地球磁場的磁力線每個點都有所不同，科學家們此前想方設法通過各種方式測量繪製了全球的地磁異常圖，這也就意味着掌握了地球上的每一個點位，得知了這些點位的具體磁場強度和方向差異。
而地磁定位導航MagNav系統的原理，簡而言之就是利用地磁場強度隨地理空間位置變化具有不同分佈的特質，來得知運動載體的大致位置。而MagNav會在運動載體上安裝磁力計，實時計算出當前磁場數據，提取磁場特徵，來與地磁異常圖進行比對，從而精確得知當前位置。
地磁場分佈十分廣泛，於是該技術也可以適用於飛機、汽車、潛航器等不同領域的運動載體。而地磁定位最大的優勢，就是不依賴外部環境，也不需要提前準備部署硬件，無需維護，不會輕易受到干擾，能在成本、可靠性和定位之間取得良好平衡。
然而這只是基於理論，MagNav想要真正實現並應用於市場，過程仍然是充滿着阻礙困難。地球的磁場很是微弱，而我們所利用的不過是百萬分之一特斯拉量級，運動載體所攜帶的電子設備也會產生磁場，對磁力計的測量數據進行干擾，導致最終的導航效果出現程度不一的偏差。
為了解決這個技術難題，麻省理工在GitHub上發起了磁導航信號挑戰賽，大力徵求能增強磁導航信號的技術方案。功夫不負有心人，最終麻省理工如願取得突破，神經網絡架構得到了巨大提升，可利用機器來識別學習載具產生的磁噪，並分離消除。
該方案讓MagNav的定位精度大大提升，2020年美空軍聯合麻省理工人工智能部在 C-17A Globemaster III 上安裝了MagNav實時磁導航系統。根據美空軍宣傳，該導航系統通過神經網絡學習以及AIA校準，只是在商用筆記本電腦上進行了幾分鐘的短暫訓練。
而這次飛行試驗，也成功驗證了MagNav導航系統的可用性，根據科研人員論述，他們使用三年前的磁地圖，在海拔一千英尺的高空飛行一小時，整體誤差未超過13米。而這並非是MagNav的極限，按照理論，MagNav的理想最大精度是能達到10米的。
儘管MagNav的精度已經十分可觀，但美國GPS定位系統的精度誤差早在2023年10月就已經控制在了0.1米之內，作為目前全球精度最高的衛星定位，MagNav系統和GPS依然有着不小的差距。
並且MagNav系統雖然不受外界干擾，但磁場的強度變化是較為複雜的。在理想條件下MagNav系統的精度誤差可控制在10米左右，但如果是環境惡劣的地區，MagNav的最大誤差甚至可能達到1公里，完全無法符合現代設備的定位精度要求。
MagNav作為優劣明顯的定位系統，目前還需要相當漫長的時間來完善優化，它所適配的磁力計體積太大，需要改善縮小，最好能濃縮到GPS模塊大小。同時它比較傳統定位系統優勢又十分顯著，不依賴外部設備，只要更新錄入磁圖就能長期使用，除非發生核爆炸事件，才會對地球磁場造成干擾。
而你對MagNav的未來前景又有着怎樣的判斷呢？中國又是否有必要開發自己的北斗備胎？歡迎闡述你的觀點。
