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2026年9月15日火曜日

有事では最初にGPSが利用不能となる想定で米軍は準備を進めている―磁気異常を応用した航法方式MagNavの実証

 

Wired

GPS利用不可の戦闘に備え新航法方式の実用化を進める米空軍

Air Force tunes up quantum navigation for a fight without GPS

量子センサーを用いて微弱な磁場を捕捉し、外洋上空で4時間以上にわたる試験飛行を行った。

GPSを使って世界中を飛行するのは、クルマのナビゲーションアプリを使うのと大差ない。そのため、軍事計画担当者は、将来の大規模な紛争の初期段階で、この全球衛星測位システムが機能停止に陥る事態を想定している。

GPSが利用できない状況に備え、アラスカ上空で行われた国防総省の試験飛行は、衛星システムなしで目標地への往復飛行を行えるかという点において、大きな飛躍を遂げた。この試験は、国防総省の最新技術部門が監督した。

改造されたエンブラエル170を太平洋上空で操縦し、試験クルーはワシントン州シアトルからアラスカ南部へ、そして帰路へ計4時間の飛行を行った。その際、他のいかなる航法技術でも使用されていない、地球の微細な磁気マップを読み取る量子センサーを用いて航法を行った。

試験は、新技術を軍事利用に導入することを目的とした組織である 国防総省の防衛イノベーションユニット(DIU)が監督した。エンブラエル170は特別に改造された民間機であったが、国防総省によると、空軍は今年後半にC-17でこの技術の試験を行う予定だという。

システムの仕組みは次の通りだ。地球の地殻は、均一な岩石でできた滑らかなビリヤードの球のようなものではなく、むしろさまざまな鉱物や元素の巨大な鉱床がパッチワークのように組み合わさっている。例えば、石炭や石油の巨大な鉱床が存在する場所で、石炭採掘や石油探査が行われる。山脈はしばしば花崗岩で構成されており、カナダ北部には広大な鉄鉱脈が横たわっている。

各元素に 固有の磁気シグネチャがあり、上空を飛ぶ航空機に搭載された磁気センサーにとって、パイロットの目に映る森林や砂漠と同様に明らかなものである。

「磁気異常を利用した航法(Magnetic Anomaly Aided Navigation、略称MagNav)」と名付けられ、ハネウェルが開発したこのシステムは、地殻周辺のさまざまな元素の鉱床が放つ磁気シグネチャの高精度な地図で航行を行う。

GPSやその他の人工的な磁気ベースの航法とは異なり、地球の地質構造によって生み出される磁場は、技術によって偽装されたり遮断されず、天候の影響も受けず、その位置も変動しない。

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8月の飛行では、この地図を用いて外洋上空を飛行した。

「GPSなしで4時間23分間、海上を飛行した後、MagNavシステムは従来のバックアップ航法手法と比較して位置精度を89%向上させた」と、国防総省はこの飛行に関するニュースリリースで述べた。

概念としては単純――地中の岩石の地図――だが、この技術は最先端のものだ。陸上航法コースを受講した軍人なら誰でも証言できるように、地球には他のどの磁場よりもはるかに大きな磁場が存在する。手持ちのコンパスが追跡する磁北の引力は、すべての磁気信号の99%以上を占めている。

磁気地図を読み取るには、地球の磁場をフィルタリングし、航空機自体が発する磁気信号を無視するように計器を調整できる搭載システムが必要となる。

そのため研究者たちは、素粒子への影響によって磁場を検知する量子センサーを用いた。

マット・ホワイト

シニアエディター

マット・ホワイトは『Task & Purpose』のシニアエディターである。空軍およびアラスカ空軍州兵で8年間パラレスキューマンを務め、日刊紙および雑誌のジャーナリズムにおいて10年以上の経験を持つ。


2025年4月16日水曜日

このGPS代替策でドローンの墜落を防げるか?―Maxarの製品は、衛星画像を使用して3Dマップを作成し、GPSが利用不可能な場合でもUASの飛行を支援する(Defense One)

 


GPSは戦闘中に偽装されたり妨害されたりする可能性があり、ある地理空間情報企業が3D地図に基づくドローン・ナビゲーション・システムを開発した。

 Maxarの最高製品責任者ピーター・ウィルチンスキーは、「基本的に当社の衛星画像を取り込み、それらを組み合わせる」ことで「グローバル3Dマップ」を生成するデモを本誌に見せた。

 同社は過去1年間、Raptorと呼ばれるGPS代替のカスタマイズ可能なソフトウェア・スイートをいじってきた。

 「Raptorは、ドローンが見たものをMaxarの3Dマップにマッチさせることで、絶対位置を推定します。この推定値は、慣性計測装置(IMU)、[視覚的オドメトリ]、GPS、または他のセンサーからの入力と融合させることができ、ナビゲーションシステムは、最も正確な位置を維持するために利用可能な最良のデータを使用します」と同社は述べている。「IMUとVOは、絶対的な更新の間の相対的な位置決めをサポートしますが、それらは時間の経過とともにドリフトする可能性があります。Raptorは、信頼性の高い地図ベースの修正によって、ドリフトを修正するのに役立ちます」。

 その前提は、物体と地形をさまざまな角度から撮影した高解像度の衛星画像をつなぎ合わせ、ドローンのビデオフィードと一致する3次元マップを作成することだ。 約9,000万平方キロメートルの地形データを含むこの地図は、ドローンに搭載されたカメラを通じて、無人プラットフォームに取り込むことができる。

 「GPSはドローンにポイントを与え、"おい、ここにいるぞ"と言う。 我々はドローンに地図を与え、ドローンはセンサーを使って現在地を確認します」とウィルチンスキーは語った。

 ウィルチンスキーは言う。「政府はどのようにすれば、外国のドローンの使用を止めさせることができるのでしょうか? GPS対応プラットフォームは、信号が妨害された場合のバックアップとしてRaptorソフトウェアを使用することもできます。

 「それは、自律的な編隊飛行やミッションの調整でより重要であり、行きたい場所に確実に飛ぶことができ、本当に低い高度で飛行し、夜間に飛行することができる方法でそれを行うことができます」。

 同社のソフトウェア・キットのひとつラプター・エース(Raptor Ace)をアクティブな作戦環境でテストしたところ、電子攻撃を受けても地上座標は3メートル以内で正確だったという。

 国防総省は、衛星やその他の宇宙ベースの機能に依存しない技術を探している。例えば、米宇宙軍は、弾力性のあるGPSライト機能を提供する衛星コンステレーションに取り組んでいる。

 戦略国際問題研究所の航空宇宙担当副所長クレイトン・スウォープは、「これは重要なことなんです。昨年来、特にロシアが宇宙に投入しそうな対衛星核戦力に関する懸念で、多くの話が出ています。衛星アクセスが脅かされ、"測位、航法、タイミングの提供で必ずしも宇宙に依存しない別のサービスが必要になるかもしれません」。

 測位に画像を使用する技術は、宇宙へのアクセスや衛星へのアクセスもない環境で動作する可能性がある。「GPSが妨害されたり、スプーフィングされた環境では、測位やナビゲーション情報にアクセスする別の方法があり得る。

 ウクライナでのドローンや電子戦は、GPS関連リスクについて意識を高めている。

 「今は、すべてがGPSに依存していますが、脅威環境、対宇宙脅威環境を考慮すると、GPSを補完できる他の機能を検討する価値がありますね」とスウォープスは言う。「ウクライナや中東を見れば、GPSジャミングやスプーフィングが非常に蔓延している環境が現実となっており、そのような環境でも動作する可能性のある能力を持ちたいと思うでしょう。軍はGPSの近代化に取り組んでいますが、何らかの理由で測位やナビゲーションにGPSへのアクセスが難しくなった場合を想定して、バックアップやツールキットに別のツールを入れておくことは重要です」。■


Can this GPS alternative keep a drone from crashing?

A product by Maxar uses satellite imagery to create 3D maps that help UAS fly even if GPS goes down.


BY LAUREN C. WILLIAMS

SENIOR EDITOR

MARCH 25, 2025 07:00 AM ET


https://www.defenseone.com/technology/2025/03/can-gps-alternative-keep-drone-crashing/404021/?oref=d1-featured-river-secondary