电子产品世界

GPS 信号在大型建筑深处衰减严重，无法实现精准定位。数十年来，行业一直在探寻可兼顾室内、户外乃至水下等特殊环境的 GPS 替代定位方案。

地磁场定位是极具发展潜力的备选路线。地磁场无处不在，即便磁场强度偏弱，还会受周边局部磁场噪声干扰。十余年来，已有多家企业结合实测局部地磁图谱，搭配蓝牙、射频识别（RFID）等技术落地室内地图导航服务。

如今 AstraNav、Oriient、SysNav 等企业宣布，产品已可脱离配套辅助技术，仅依靠各类智能终端标配的磁强计与地磁地图数据完成定位，该方案也逐步落地室外场景。AstraNav 联合创始人兼首席执行官安东・图托夫表示：“只要搭载地磁地图，我们就能在空中、地下、水下完成设备首次绝对定位解算。”

AstraNav：磁强计导航落地军工与医疗项目

依托 180 万美元美国小企业创新研究（SBIR）专项经费，未来数月 AstraNav 将向美国空军演示无人机机载地磁导航软件。今年 3 月，该企业与医疗实时定位厂商 Sonitor 达成合作，落地基于磁强计的人员与医疗设备追踪系统，合作方医疗机构无需再布设超声、蓝牙信标等硬件即可完成资产、医护人员定位。

瑞典皇家理工学院通信与自动控制教授艾萨克・斯科格表示，信号处理技术的进步让地磁导航迎来落地窗口期。“早期手机里的磁强计仅被用作电子罗盘，但手机内部元器件会产生磁场干扰，需要大量算法补偿修正。后来研究人员开始探索：能不能利用地磁空间畸变，不光辨别方位，还能绘制地磁地图、反算设备位置。”

自上世纪 90 年代起，美国国防高级研究计划局（DARPA）持续资助城市、室内环境下的 GPS 替代导航技术研发。业界先后尝试复用 Wi-Fi、RFID 信标、惯性导航，近年又拓展机器视觉、手机摄像头定位路线。但在应急、作战场景中，设备无法依赖外部基础设施组网。DARPA 与一众企业的核心研发目标，就是摆脱固定传感器与外部网络束缚，打造独立自主的导航方案。

不过地磁定位仍存显著技术难点。芝加哥德保罗大学计算机学者戴维・汉利称：“影响地磁读数的干扰因素繁杂。” 十多年前他刚涉足该领域时，设备小幅垂直位移就会因地磁场无规律变化造成定位失效。此前业内普遍认为磁强计极易受周边磁场扰动，就连设备自身电子元器件产生的电磁噪声都能彻底淹没有效测量数据。过去十五年间，随着各大实验室接连取得技术突破，叠加企业产业化攻关，地磁导航技术日趋成熟。

谷歌早早看中地磁定位潜力，2014 年招揽德国航空航天中心地磁定位研发团队；2017 年一篇重磅合作论文提出基于高斯过程优化地磁建模的方法论，大幅推动行业发展。

加州圣莫尼卡初创企业 Hidonix 在 2020 年实现技术商用，面向博物馆、学校落地融合地磁、Wi-Fi、加速度计航位推算的室内导航。企业依靠巡检机器人或人工实地勘测，提前采集场地地磁数据并绘制成图。斯科格指出，这套方案落地离不开配套技术成熟度提升：“地磁建图阶段，需要低漂移的加速度计、陀螺仪实现高精度航位推算。”

纯地磁独立室内导航商业化提速

现阶段厂商开始推出无需外接辅助设备的纯地磁室内导航产品。Hidonix 表示，户外环境地磁干扰源更少，旗下产品可实现无预先测绘的地磁定位；但室内环境想要达到商用级定位精度，仍需提前录入场地地磁图谱。

另一条技术路线依托海量地磁变化样本训练神经网络，在无预存地磁地图的前提下，实时推演局部地磁畸变。AstraNav 早在 2022 年俄乌冲突爆发前就已在乌克兰开展相关实地测试，当地复杂电磁环境积累的海量训练数据，还帮助企业完成多型号终端设备的参数校准，优化室内定位表现。

图托夫介绍：“我们的算法不绑定特定硬件机型，但若能提前适配设备参数，定位效果会进一步提升。”AstraNav 正推进终端侧全本地化运算，在电磁干扰、厚墙体阻隔导致通讯中断的环境下，依旧可以独立完成定位解算。

若纯磁强计室内定位正式规模化商用，市场需求空间十分可观。室内地磁导航同时覆盖民用消费与军用冲突场景，当前市场规模已达数百亿级别，某行业调研机构预测 2030 年该赛道市场规模将突破 1500 亿美元。工厂依靠室内地磁导航实现工业机器人自主行进；零售门店需要亚米级定位，精准判定顾客所处货架通道，完成客流追踪与定向服务。

斯科格坦言，现实环境工况复杂，厂商仍需攻克诸多动态干扰难题：人体自带磁场、电梯运行都会改变局部地磁。汉利补充道：“在实验室论文中实现可行算法难度有限，真正的考验是产品在复杂实景下的稳定性与鲁棒性。”

关键词： 地磁导航 磁强计 室内定位 GPS替代方案 无源定位 军工导航