高精度卫星地磁应用技术实验室
致力于开发具有自主知识产权的地磁导航系统，填补国内高科技空白，服务国家与社会
研究背景与意义
地球磁场在深空、深地、深海等领域有着广阔的应用前景。尽管全球卫星导航系统(GNSS)应用广泛，但在地形复杂的环境或高空极易受到干扰。地磁导航作为一种被动式导航系统，利用地球岩石圈磁场信息作为参考，具有全地形、全天时、全天候稳定运行，既安全可靠又兼具隐身特性的优势。
安全可靠
地磁场随距离衰减非常快，难以被远距离干扰。作为被动导航系统，隐蔽性强，安全性高。
全天候运行
不受天气、光照、地形影响，可在深空、深海及复杂地理环境中提供稳定的导航服务。
自主知识产权
实验室致力于开发具有自主知识产权的地磁导航系统，填补我国在该领域的高科技空白。
核心研發子系統
高精度地磁場分佈圖
利用已發射的「澳科一號」及預計2026/2027年發射的「澳科二號」衛星數據，經過地磁反演實驗室的分析、處理及數學建模，構建高精度、實時的地磁分佈圖，為導航系統提供數據支持。
地磁場測量與還原
通過運動載體上的高精度地磁傳感器測量，結合複雜的校準算法與人工智能技術，準確還原當時、當地的地球岩石圈磁場大小和方向，克服隨時間變換的地磁分佈影響。
地磁導航系統集成
利用慣性導航系統提供的位置信息，與岩石圈磁場分佈信息相結合，預測當地磁場分佈。通過實測值與觀察值的差異，不斷修正慣性導航系統，確保運動載體準確且穩定地保持在預定航線上。
科研團隊與方法
實驗室成員由應用數學家、物理學家、地球物理學家、大數據和人工智能科學家及工程師組成。我們將數學、物理學以及工程控制學理論聯繫實際應用場景，開展跨學科科研工作。
计算机模拟地磁导航实验
在应用数学方面开发适用于地磁导航的计算方法，并在工程方面设计软硬件系统。
无人车和无人机实验
在实验室模拟地磁分布图，利用无人载体进行导航实验，完善理论基础并开发嵌入式软硬件系统。
真实场景地磁导航实验
在低空及高空空域进行无人机及有人驾驶飞机导航实验，初步完成系统开发并准备投入应用。
实验设施
为了最大限度提升地磁导航在理论算法和核心硬件系统的准确性和稳定性，我们设计建造了一个占地270平方米的实验室。
- 一套独立自主设计的磁场发生装置（由72个大小方向可独立调节的磁场发生单元组成）
- 一个12×5平方米的可升降实验平台，能够准确模拟地球岩石圈磁场在各种空间尺度上的典型分布状态
- 配备高精度矢量和标量磁强计、无人车、无人机、NVIDIA Jetson边缘计算和人工智能开发环境
當前進展與未來展望
目前，實驗室基本解決了關於地磁導航的一系列理論問題，初步完成了高精度地磁定位的軟硬件系統，並開展了相關物理實驗。我們已經初步解決了如何利用有限的地磁信息準確地預測無人機、無人車等載體的運動軌跡，以及怎樣在高電磁噪聲環境裡面準確地提取地磁場信號。
利用目前最先進的人工智能算法，我們在很大程度上提高了導航系統的準確性及可靠性。計劃在不久的將來，實驗室將開發出我國在地磁導航領域的第一個具有商業應用價值的高科技產品，並將其投入市場，為國家建設和發展貢獻力量。