У відповідь на загрози блокування, глушіння та підміни сигналів GNSS, які впливають на безпеку авіації, компанії SandboxAQ та Acubed (інноваційний центр Airbus у Силіконовій Долині) оприлюднили результати п’ятимісячного всенаціонального проєкту з перевірки точності системи AQNav.
AQNav – це система магнітної навігації (MagNav) на базі штучного інтелекту. Вона використовує сучасні квантові магнітометри для зчитування магнітних аномалій земної кори, ніби геофізичний “відбиток пальця”, і застосовує масштабні кількісні моделі для відсіювання електромагнітних перешкод і точного визначення місцезнаходження літака без потреби у супутникових сигналах.
Наведені висновки ґрунтуються на дослідженнях у межах національної ініціативи разом із Flight Lab від Acubed, що були націлені на перевірку точності навігації AQNav з огляду на вимоги до точності авіаційної навігації (RNP). Дотримання цих стандартів – необхідна умова для впровадження системи на цивільних, військових та комерційних бортах.
За даними SandboxAQ, AQNav продемонструвала високу точність у різноманітних робочих ситуаціях. Основна мета проєкту – з’ясувати, чи здатна магнітна навігація відповідати стандартам для регулярних польотів пасажирських літаків. Система не лише досягла, а й перевищила вимоги до точності орієнтації літака під час перельотів між аеропортами, навіть під час найдовших тестових рейсів.
Точність
| Стандарт RNP | Необхідна точність (метри) | % часу польоту виконано |
|---|---|---|
| РНП 0.3 | 550 | 64% |
| РНП 1 | 1852 | 95% |
| РНП 2 | 3704 | 100% |
Для демонстрацї потенціалу системи у реальних польотних умовах, отримані під час тестів дані були повторно оброблені та передані в режимі реального часу для статистичного аналізу. Це дозволило показати реальні можливості системи для спільної оцінки експертів.
Реальне впровадження
SandboxAQ та Acubed розробили тести, які максимально імітують справжні умови експлуатації в авіації. Наприклад:
Стандартна платформа: AQNav проходила перевірку на літаку Beechcraft Baron 58 загального користування, що не має якось спеціального геодезичного обладнання. Єдині модифікації – встановлення додаткових приладів AQNav, без прокладання особливого електромагнітного захисту або ізоляції від шуму. Всі датчики залишалися в середині літака, а програмне забезпечення системи дозволило отримати чистий магнітний сигнал.
Відкриті магнітні карти: для тестів дослідники використовували публічно доступну Карту магнітних аномалій Північної Америки (NAMAM), яка охоплює США, Канаду, частину Мексики і довколишні морські акваторії.
Нефільтровані маршрути: випробування охоплювали маршрути між 200 аеропортами по всій континентальній частині США без врахування сили магнітних аномалій чи якості карт. Було зібрано понад 150 годин польотної інформації.
Різні географічні умови: Збір даних вівся як над гірською місцевістю з високою магнітною активністю, так і над рівнинними регіонами з мінімумом аномалій – саме такими зонами, де літаки можуть працювати без доступу до GNSS.
Перешкоди реального польоту: AQNav ефективно відсіювала протягом експериментів усі наявні у природних умовах електромагнітні й вібраційні шуми або інші перешкоди корпусу літака.
Еліджа Вільямс, менеджер з технічної взаємодії AQNav, зазначив: “Основна мета нашої кампанії – не показати продуктивність лише в лабораторних умовах, а довести працездатність AQNav у тих хаотичних і непередбачуваних сценаріях, з якими стикаються реальні пілоти щодня”.
За підсумками понад двогодинних польотів, система навігації AQNav щоразу давала кращу навігаційну точність, ніж інерціальна навігаційна система без підтримки GNSS. У ході годинного обльоту над складною гористою і лісовою територією Каліфорнії було зафіксовано найкращу точність – похибка не перевищила 74 метри.
Новий рівень точності, масштабування та автономності
Ця кампания стала ключовою у впровадженні AQNav у широкому масштабі в авіації. Стабільно підтримуючи високу точність у неконтрольованих умовах по всій країні, SandboxAQ довела операційну надійність свого продукту у реальних обставинах.
Інженер з квантового машинного навчання SandboxAQ Ендрю Соса підкреслив: “Спільно з Acubed, ВПС США та іншими партнерами, ми зібрали дуже цінну базу MagNav-даних. Це створює ефект маховика – що більше ми збираємо інформації, то швидше можемо підвищувати точність моделей для різних польотних завдань”.
Наразі AQNav також тестується (спільно з Boeing) військово-повітряними силами однієї з дружніх до США країн, а також у рамках програми DIANA НАТО на 2025 рік.
Джерело: GPS World