В статье выполнен аналитический обзор современной проблематики практического использования планетарного магнитного поля в качестве геофизической основы навигации. Выдвинута гипотеза о возможности ориентирования по индивидуальной сигнатуре определенной географической местности, исходя из того, что Земля обладает измеримым магнитным полем в любом месте и в любое время, что делает контуры аномальной магнитной интенсивности надежным источником навигации. Проанализированы результаты отечественных и зарубежных исследований по идентификации экспериментальной среднеквадратической погрешности магнитного позиционирования определения координат с показателем в 10 м, что в перспективе создает прецедент дополнения магнитной навигации к вероятным резервным системам глобального позиционирования. Отмечается, что навигация по вариативной изменчивости магнитного поля демонстрирует высокий потенциал точности в среде недоступности GPS. Вследствие этого подчеркивается необходимость поиска альтернативного метода. Актуальность создания дублирующей системы мотивирована тем, что надежность глобального позиционирования является предметом внимания при изучении вопроса кибернетической осведомленности как для морских, так и для авиационных применений. Инновационный подход рассмотрен в широком аспекте с учетом возможности построения эффективной конфигурации искусственной нейронной сети для удаления локального магнитного поля судна или самолета из измерительных данных магнитометра при использовании алгоритма машинного обучения для обеспечения надежности автономной навигации как в околоземном пространстве, так и в закрытых помещениях. Реализовано трехмерное визуальное представление цифровой модели смоделированного магнитного поля на основе базисных финитных сплайнов в двух сравнительных вариантах: аппроксимированной перспективы магнитных аномалий и ее стилизованной каркасной модели с математическим обоснованием целесообразности применения различных методов в качестве оптимальных эталонов картографирования информативности магнитного позиционирования. Горизонт планирования инкорпорирования сплайновой технологии в обработку навигационной информации теоретически расширен до стратегии использования градиентного подхода при синтезировании неоднородной структуры геофизического поля с целью эффективного определения местоположения судна на основе реалистичного учета архитектуры многофакторного ориентирования спектра градиентных векторов.
An analytical review of the current problems of practical use of the planetary magnetic field as a geophysical basis for navigation is provided in the paper. A hypothesis about the possibility of orientation by an individual signature of a certain geographical area has been put forward and it is based on the fact that the Earth has a measurable magnetic field in any place and at any time, which makes the contours of abnormal magnetic intensity a reliable source of navigation. The results of domestic and foreign studies on the identification of the experimental mean square error of magnetic positioning for determining coordinates with an index of 10 m are analyzed, which in the perspective creates a precedent for supplementing magnetic navigation with the reliable backup global positioning systems. It is noted that navigation by the variable mutability of the magnetic field demonstrates a high-precision positioning potential in GPS-denied environment. As a result, the point of view of the necessity to search for an alternative method is emphasized. The actuality of creating a duplicate system is motivated by the fact that the reliability of global positioning is the subject of attention when studying the issue of cybernetic awareness for the both marine and aviation applications. The innovative approach is considered in a broad aspect, taking into account the possibility of constructing an effective configuration of an artificial neural network to remove the local magnetic field of a ship or aircraft from the measuring data of a magnetometer when using a machine learning algorithm to ensure the reliability of autonomous navigation both in near-Earth space and indoors. A three-dimensional visual representation of a digital model of a simulated magnetic field based on basic finite splines is implemented in two comparative versions: an approximated perspective of magnetic anomalies and its stylized frame model with a mathematical justification of the feasibility of using different methods as optimal standards for mapping the informativeness of magnetic positioning. The planning horizon for the incorporation of spline technology into navigation information processing has been theoretically expanded to a strategy for using a gradient approach in synthesizing the heterogeneous structure of the geophysical field in order to effectively position mobile objects based on realistic consideration of the architecture of multifactor orientation of the gradient vectors spectrum.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.