Сегодня 28 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Квантовый датчик заменил GPS на корабле — он определяет координаты по гравитационным аномалиям

В последние годы глобальные спутниковые навигационные системы неоднократно демонстрировали свою уязвимость перед глушением и подменой сигналов, что заставляет искать альтернативные способы определения координат. Одним из таких ориентиров может служить сама Земля: подводные горы, океанические впадины и неоднородности земной коры создают небольшие, но устойчивые изменения её гравитационного поля. Австралийские специалисты Q-CTRL научились использовать эти аномалии для навигации, призвав на помощь квантовую механику.

 Источник изображения: Q-CTRL

Источник изображения: Q-CTRL

Подводные горы, океанические впадины, континентальный шельф и неоднородности плотности земной коры немного изменяют величину ускорения свободного падения, создавая характерный пространственный «рельеф» гравитационного поля. Сопоставляя последовательность измерений с заранее составленной картой гравитационных аномалий, навигационная система может определить местоположение судна и корректировать неизбежно накапливающуюся погрешность инерциальной навигации.

О разработке в свежей статье на arXiv.org сообщила австралийская компания Q-CTRL. По её словам, она впервые продемонстрировала навигацию морского судна без использования спутниковых сигналов, определяя координаты по неоднородностям гравитационного поля Земли. Новый метод получил название GravNav и развивает идею ранее созданной Q-CTRL системы MagNav, которая аналогичным образом ориентируется по особенностям магнитного поля. Для морской навигации гравитационный вариант особенно удобен благодаря наличию достаточно подробных карт гравитационных аномалий океанов.

Испытания прошли в Коралловом море на 29-метровом судне. Установленный прямо в пассажирской каюте квантовый гравиметр непрерывно измерял локальное ускорение свободного падения, а навигационная система сопоставляла получаемый профиль с картой гравитационных аномалий. На маршруте длиной 83 км, на прохождение которого было затрачено более 6 часов, в течение первых 70 км погрешность позиционирования удалось удержать примерно на уровне одной морской мили (1,85 км). По данным Q-CTRL, это в несколько раз лучше показателей навигационных систем резервного класса, используемых при отсутствии GNSS.

В основе созданной Q-CTRL технологии лежит квантовый датчик, в котором чувствительным элементом служат атомы. В гравиметре используется облако атомов рубидия-87, взаимодействием с которым управляют с помощью лазерных импульсов. Под действием гравитации атомы находятся в свободном падении, а возникающий при этом фазовый сдвиг позволяет чрезвычайно точно измерять локальное ускорение свободного падения. Полученные значения затем сопоставляются с картой гравитационных аномалий, помогая корректировать координаты, рассчитанные инерциальной навигационной системой.

Главная проблема для столь чувствительного квантового прибора на борту судна — постоянные вибрации, качка и ускорения. Для компенсации этих помех квантовый датчик объединили с обычным акселерометром, а отдельно система использовала навигационный инерциальный измерительный блок. Классические датчики хорошо отслеживают быстрые перемещения, тогда как атомный сенсор обеспечивает стабильное опорное значение в долгосрочной перспективе: в 56-часовом стационарном испытании привязка к атомному датчику уменьшила долговременный дрейф примерно в 70 раз по сравнению с использованием только классического канала.

Что также важно, оборудование успешно работало в обычной пассажирской каюте без специальной температурной стабилизации, гироскопической платформы и периодической калибровки. Иными словами, эксперимент показал, что квантовый гравиметр способен работать не только в лаборатории, но и на борту находящегося в движении судна в реальных морских условиях. Во время отдельных испытаний система сохраняла работоспособность при волнении моря до четырёх баллов.

Ранее Q-CTRL уже испытывала свою квантовую навигационную платформу на самолётах и наземном транспорте, но там использовалась система MagNav, ориентирующаяся по магнитному полю Земли. В 2025 году она, по данным компании, превосходила высококлассные традиционные альтернативы GPS по точности вплоть до 100 раз. Разработками Q-CTRL уже заинтересовались военные: компания сотрудничает с DARPA, подразделением Defense Innovation Unit Минобороны США, Министерством обороны Австралии, Королевским военно-морским флотом Великобритании и другими партнёрами AUKUS.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Вы точно не пожалеете»: ремастер нуарного приключения The Wolf Among Us критики оценили выше оригинала 35 мин.
«Яндекс» заявил о восстановлении доступа к 96 % данных на «Диске» 2 ч.
Худший кошмар Nintendo стал явью: главные эксклюзивы Switch 2 запустили на ПК и iPhone 4 ч.
ИИ может взломать то, что десятилетиями защищало банковские счета и данные, предупредили математики 4 ч.
Китай сравняется с США в ИИ-гонке уже к 2030 году — а в отдельных сферах даже обгонит 4 ч.
Хакер получил от Sony $50 000 за взлом PS5 с помощью ИИ — сообщество обвинило его в предательстве 5 ч.
Apple и Microsoft попали в реестр ОРИ Роскомнадзора — это означает новые требования и угрозу блокировки 6 ч.
Альтернативные магазины Android-приложений станут почти такими же удобными, как «Play Маркет» — Google начала их регистрацию 6 ч.
Первый трейлер неофициального ремастера Dark Messiah of Might and Magic вернул фанатов в 2006 год 6 ч.
Встроенный в Firefox ИИ научился заполнять формы и следить за изменениями на сайтах 7 ч.
Huawei представила семейство смартфонов Enjoy 100 и флагманский Pura 90 Plus — все на фирменных чипах Kirin 2 ч.
Fujifilm запланировала крупнейшее за 20 лет расширение производства магнитных лент 2 ч.
Новая статья: Обзор и тест процессорного кулера DeepCool AK700 VC: просто добавь вентилятор 2 ч.
NVIDIA и Oracle расширят инфраструктуру OCI на базе Vera Rubin NVL72 до мультигигаваттного масштаба 2 ч.
Oracle станет первым гиперскейлером, предлагающим Google TPU 2 ч.
США впервые показали секретный китайский космоплан — его подкараулили на орбите 3 ч.
SK Hynix: дефицит памяти сохранится до 2030 года, а HBM4 станет мейнстримом в ближайшее время 4 ч.
OpenAI собралась закупать ИИ-чипы Google, чтобы меньше зависеть от Nvidia 4 ч.
Физики сделали то, что считали невозможным: научились управлять спином ядра отдельного атома 5 ч.
Память будущего: Z2RAM объединит лучшее от DRAM, SRAM и NAND — в разработку вложился бывший глава Intel 6 ч.