هنگامی که چین و روسیه جی‌پی‌اس را مسدود کنند؛ چه باید کرد؟ پروژه پنتاگون برای استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای ناوبری
بهره‌گیری از اختلالات میدان مغناطیسی زمین برای ناوبری و موقعیت‌یابی دقیق نظامی
جی‌پی‌اس که زمانی معجزه ناوبری نامیده می‌شد؛ اکنون با انواع پارازیت‌ها و دستکاری‌ها، قابل مسدود شدن و دستکاری است.
روسیه و چین از جمله کشورهایی هستند که سیستم ضد GPS ابداع کرده‌اند. این کشورها از انواع تکنیک‌ها شامل انداختن پارازیت تا سلاح‌هایی که ماهواره‌های GPS را هدف قرار می‌دهند را برای مسدودسازی جی‌پی‌اس سود می‌برند. حتی سازمان‌های غیرنظامی نیز می‌توانند مسدودکننده‌های جی‌پی‌اس را خریداری و استفاده کنند (البته در قانونی یا غیر قانونی بودن آن شک و شبه هست).
در حال حاضر، ارتش ایالات متحده برای ناوبری دقیق و به همان اندازه مهم برای سامانه‌های هدف‌گیری دقیق سلاح‌های هوشمند خود به GPS وابسته است. اگر در این وضعیت، نمی‌توان به جی‌پی‌اس اعتماد کرد؛ پنتاگون یک جایگزین قابل اعتماد دیگر نیاز دارد.
به همین دلیل، نیروی دریایی ایالات متحده به دنبال جایگزینی برای جی‌پی‌اس است و ظاهرا آن را یافته است: استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای ناوبری!
بهره‌گیری از اختلالات میدان مغناطیسی زمین
این پروژه که PUMACE (سرنام Positioning Using Magnetic Anomalies Correlation of Earth) نامید می‌شود؛ امکان موقعیت‌یابی با استفاده از ناهنجاری‌های میدان مغناطیسی زمین را فراهم می‌کند.
در بخش تحقیقات این پروژه آمده است: «GPS به دلیل استفاده از سیگنال‌های فرکانس رادیویی ضعیف (RF) که از ماهواره‌های با فاصله دور دریافت می‌شوند؛ به سادگی در معرض تداخل عمدی یا غیرعمدی قرار می‌گیرد. ناوبری براساس میدان مغناطیسی زمین می‌تواند نویدبخش یک ناوبری غیرفعال قوی‌تر در همه شرایط آب و هوایی و بدون وابستگی به زیرساخت‌های جدید را بدهد.»
نیروی دریایی ایالات متحده یک حسگر مغناطیسی برای کشتی‌ها و زیردریایی‌ها می‌خواهد که دقت آن حداقل ۳۰ متر (۳۲.۸ فوت) و در حالت ایده‌آل ۱۵ متر (۱۶.۴ فوت) باشد. وزن این حسگر باید کمتر از ۱۵ پوند باشد و مصرف برق آن به زیر ۵ وات برسد.
پیش‌تر، موسسه فناوری نیروی هوایی ارتش ایالات متحده بحث ناوبری با ناهنجاری‌های میدان مغناطیسی زمین را مورد آزمایش قرار داده است. آن‌ها با استفاده از حسگرهای ارزیاب مغناطیس اسکالر، تفاوت میدان‌های مغناطیسی بزرگ را با عبور از کنار آن‌ها، اندازه‌گیری کردند و سپس این داده‌ها را با داده‌های شناخته شده روی نقشه‌های میدان‌های مغناطسی مقایسه و به ناوبری و مکان‌یابی دقیق رسیدند. به نظر می‌رسد، حیواناتی مانند لاک‌پشت‌ها یا پرندگان نیز به این روش از ناوبری مغناطیسی استفاده می‌کنند.
به این حال، نیروی دریایی ایالات متحده می‌خواهد این تحقیقات را توسعه دهد و فرآیندهای طی شده تا کنون را بهتر اصلاح کند. یک چالش بزرگ در سر راه این تحقیقات، بحث در دسترس بودن نقشه‌های دقیقی از میدان‌های مغناطیسی پوسته زمین است. به‌ویژه اینکه این نقشه‌ها می‌توانند از میدان‌های مغناطیسی بزرگ‌تر و همچنین تغییرات زمانی تاثیرپذیری داشته باشند و دچار تغییراتی شوند. خود کشتی‌ها هم میدان‌های مغناطیسی القایی ایجاد می‌کنند که باز باید در تعیین موقعیت‌ها در نظر گرفته شود.
چالش‌های استفاده از میدان مغناطیسی زمین به جای جی‌پی‌اس
مدل‌های میدان مغناطیسی زمین به جای پوسته، در اطراف هسته زمین شکل می‌گیرند. ارزیابی تغییرات میدان مغناطیسی زمین می‌تواند منجر به مکان‌یابی دقیق شود ولی چون این مدل‌ها در پوسته نیستند و در هسته قرار می‌گیرند و ارزیابی آن‌ها در پوسته زمین، ضعیف‌تر می‌شود؛ پس نیاز به حسگرهای بسیار دقیق و پیشرفته‌ای است که اکنون در دسترس نیستند. سنسورهای کنونی دارای محدودیت‌هایی بوده و از نوع اسکالر هستند و نمی‌توانند تغییرات جزئی در هسته زمین را ثبت کنند.
هدف پروژه PUMACE ایجاد سیستمی دقیق و قابل اعتماد برای کمک و تصحیح هرگونه خطا در سیستم‌های ناوبری اینرسی (INS) است که مستقل از GPS نیز می‌توانند کار کنند. نیروی دریایی می‌گوید خانواده این سنسورها می‌توانند بدون وابستگی به جی‌پی‌اس، براساس ترکیب داده‌های به دست آمده از حسگرهای موقعیت‌یاب و یکپارچه‌سازی آن‌ها با یکدیگر، ناوبری INS را به طور دقیقی انجام دهند. علاوه بر کمک به INS، می‌توانند برای ارزیابی یکپارچگی در موقعیت‌یابی‌ها، زمان‌بندی‌ها و ناوبری‌ها مورد استفاده قرار بگیرند.
فاز اول پروژه شامل تعیین امکان‌سنجی اندازه‌گیری ناهنجاری‌ها در میدان مغناطیسی زمین و ساخت سنسورهای مورد نیاز برای این کار است. فاز دوم و سوم شامل توسعه مشخصات فنی و نمونه اولیه کار می‌شود.
صرف‌نظر از موفقیت‌آمیز بودن پروژه PUMACE، ارتش ایالات متحده باید جایگزینی برای GPS و مبارزه با سیستم‌های مسدودسازی آن بیابد. سلاح‌های هدایت‌شونده هوشمند به یک سیستم ناوبری دقیق نیاز دارند. همین‌طور، در روش‌های جنگی ایالات متحده، نیاز به هماهنگی بسیار دقیقی میان ارتش نیروی زمین، دریایی و هوایی که غالبا بسیار دور از یکدیگر هستند؛ وجود دارد و همه این‌ها به GPS وابسته هستند.