Acubed та SandboxAQ модернізують магнітну навігацію для авіації

Потреба убезпечити польоти від проблем, спричинених блокуванням, підміною та глушінням супутникових сигналів GNSS, актуалізувала пошук альтернативних рішень для навігації в небі. Саме тому компанії Acubed (інноваційний підрозділ Airbus у Кремнієвій долині) й SandboxAQ презентували нові підсумки п’ятимісячних польових досліджень точності MagNav-системи під назвою AQNav.

AQNav позиціонується як принципово новий інструмент – компактна система автономної магнітної навігації зі штучним інтелектом у базі. В її основі — квантові магнітометри, здатні ідентифікувати унікальні магнітні аномалії в корі Землі, свого роду природний “геомагнітний підпис”. Зібрані цим обладнанням дані очищаються від електромагнітних перешкод за допомогою великих кількісних моделей, і дозволяють дуже точно визначати місце розташування літака навіть при відсутності зв’язку із супутниками.

Результати, отримані в рамках співпраці з ініціативою Acubed Flight Lab, показали: AQNav впевнено дотримується сучасних авіаційних стандартів Required Navigation Performance (RNP), що є необхідною передумовою інтеграції в комерційні, військові та цивільні авіаційні платформи.

Система проходила так звані «польові випробування» у різних робочих модулях, ціллю яких було перевірити, чи відповідає магнітоневігована навігація суворим галузевим вимогам для рейсових літаків. Більш того, показники AQNav перевищили встановлені межі точності навіть на найдовших маршурутах “від аеропорту до аеропорту”.

Щоб ретельно продемонструвати роботу системи в реальних сценах, було побудовано здійснення збору польотних даних із подальшою їх обробкою та аналітикою майже у прямому ефірі – така модель дозволяє експертам отримати прозору, статистично обґрунтовану картину навігаційних можливостей.

Максимально наближено до реальності: п’ять ключових аспектів тестів

• Перевірка в стандартних, неоснащених особливим обладнанням літаках – удосконалений комплекс AQNav було інтегровано до цивільного Beechcraft Baron 58 без внесення змін, що поліпшували звукоізоляцію чи поглинали електромагнітні шуми. Допрацювання обмежилися тільки розміщенням сенсорів усередині літака, при цьому алгоритми забезпечили суттєве очищення вхідних сигналів.
• Використання загальнодоступної карти магнітних аномалій NAMAM, що охоплює більшу частину континенту – від США та Канади до окремих адміністративних регіонів Мексики та прилеглої акваторії.
• Випробування охоплювали маршрути між двома сотнями аеропортів, без попереднього відбору районів за позитивною чи негативною магнітною характеристикою карти. Сукупно проаналізовано понад 150 годин повноцінних авіарейсів.
• Об’єднання географічної палітри різних типів рельєфу – від гірських місцевостей з насиченим магнітним фоном до рівнин зі слабко вираженими аномаліями, – оскільки саме такою є реальна топологія маршрутів без GNSS.
• Живі умови польоту – під час збору інформації AQNav ефективно вирізняла та «чистила» працю системи від шумів, спричинених конструкційними, електромагнітними і вібраційними впливами самої авіамашини.

Як підкреслив Elijha Williams, технічний експерт програми AQNav, таких реалістичних умов не варто сприймати як тестування у тепличних лабораторіях: ідея проведення кампанії якраз у тому, аби адаптувати продукт до непрогнозованого середовища, з яким у повсякденній праці стикаються льотчики.

Головні результати й перспективи

Понад два роки інтенсивних випробувальних перегонів засвідчили – система неодноразово перевершувала навіть автономну інерціальну навігацію, демонструючи стабільно вищу точність без підтримки супутників. Один із найдовших експериментальних маршрутів, що пролягав понад гористими та лісистими територіями Каліфорнії, зафіксував точність позиціонування краще ніж 74 метри – фактично це близько двох третин стандартного американського футбольного поля.

У підсумку кампанію визнають важливим кроком для закріплення MagNav у авіації майбутнього. Можливість підтримувати високу точність у дійсно складних та непередбачуваних умовах на національному рівні підтвердила практичну цінність продукту SandboxAQ.

Andrew Sosa (інженер з машинного навчання в SandboxAQ) зауважив: об’єднавши ресурси Acubed, ВПС США та партнерів, учасники проєкту зібрали унікальну базу MagNav-даних. Це закладає підґрунтя для нарощення точності навігації різнопланових місій – адже з кожною новою порцією даних алгоритми вдосконалюються швидше.

Наразі AQNav уже проходить перевірку не тільки в кооперації з Boeing, але й із Повітряними силами однієї з дружніх до США країн, а також увійшла до програми DIANA під егідою НАТО з розрахунком на масове впровадження у 2025 році.