在通訊技術蓬勃發展的今天，人們對基於位置導航服務的需求日益增加。導航作為一個技術門類總稱，是引導諸如飛機、船舶、車輛以及個人等載體安全、準確地沿著選定的路線，準時到達目的地的一種技術手段，廣泛應用在空間、水下、地下和城市交通。
然而，由於傳統定位導航技術裝置不適用或者技術裝置單一化以致在失靈時無計可施，空難事故、海難事故、礦難事故、城市無人駕駛車輛事故時有發生。傳統定位導航技術裝置因各自不足之處而無法確保導航安全，迫切需要研發生產新型定位導航技術裝置，以便於多種定位導航技術裝置互相組合使用，提高導航精度和可靠性，提升安全保障能力。
衛星導航的原理、優勢與不足
1958年人們發現多普勒效應，即人造地球衛星飛近地面接收機時，收到的無線電訊號頻率逐漸升高；衛星遠離後，頻率就變低。自此人類開始利用人造地球衛星進行定位導航。衛星定位導航，是由地面物體透過無線電訊號判斷出自身與衛星之間的距離，再用距離變化率計算出自身在地球或空間的位置，進而確定自己的航向。
隨著GPS、北斗等衛星導航系統的完善和普及，定位精度服務已經基本滿足人們的日常需求。衛星導航接收終端能全天候、實時、連續地提供高精度三維位置、速度及時間資訊，並且無累積誤差，適用於靜態、低動態和高動態載體導航。
但是衛星導航系統易受地形環境遮擋限制，容易被其他無線電訊號干擾。在一些嚴苛環境下如存在密集障礙以及遮擋的條件下，GPS等導航訊號可能無法保證定位精度。GPS和GLONASS、Galileo、北斗，都需要依賴衛星定位與導航，有時在偏遠地區或海洋深處的衛星訊號很弱甚至是盲區。而且，衛星定位導航自身也存在誤差，包括衛星星曆誤差、電離折射層誤差、對流層誤差、時鐘差。2019年7月，歐洲的Galileo全球衛星導航系統就發生了衛星星曆誤差，產生大面積訊號異常狀況，服務中斷達117小時。
慣性導航的原理、優勢與不足
慣性導航是利用慣性元件測量運載體本身的加速度，經過積分和運算得到速度和位置，從而達到對運載體導航定位的目的。其原理是透過測量飛行器的加速度，並自動進行積分運算，獲得飛行器瞬時速度和瞬時位置資料。慣性導航系統通常由慣性測量裝置、計算機、控制顯示器等組成。
慣性導航定位技術是一種完全自主式的導航技術，它不依賴於導航衛星、無線基站、電子標籤等任何輔助裝置和先驗資料庫，不易受到外界干擾，並且成本低，功耗低，體積小，重量輕，應用場景廣泛。慣性導航系統(Inertial Navigation System,INS)是一種利用安裝在運載體上的陀螺儀和加速度計來測定運載體位置的一個系統。透過陀螺儀和加速度計的測量資料，可以確定運載體在慣性參考座標系中的運動，同時也能夠計算出運載體在慣性參考座標系中的位置。但是，導航資訊經過積分而產生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差，需要一些方法來抑制由於感測器測量帶來的位置和航向的誤差。
衛星/慣性組合系統的優勢與不足
衛星/慣性組合系統(GNSS/INS)是組合衛星、慣性兩種定位導航子系統提高定位導航精度和可靠性的有效手段，其能夠提供位置、速度、姿態資訊，被廣泛應用於實時導航、移動測量、武器裝備、導彈制導等領域。
為獲得釐米級的定位精度和高精度的測速、測姿精度，需要計算衛星觀測量中的載波相位整週模糊度引數。在衛星/慣性組合系統中一般使用擴充套件Kalman(卡爾曼)濾波演算法進行系統融合解算，並估計衛星導航系統和慣性導航系統的相關引數。因為需要估計整週模糊度引數，使得Kalman濾波時的相關矩陣階數上升，上升為衛星數量的三次方，增加了模型的複雜度，且降低了資料處理效率，既不利於實時解算，也不方便事後處理軟體進行資料解算。
地磁定位導航的原理與價值
地磁定位導航具有不易受到人為干擾的特殊優勢，逐步進入人們的視野。2014年9月百度公司曾投資了一家研發地磁定位與導航技術公司，該公司研發的室內地磁定位導航資料採集和應用系統效果明顯，基本能達到理想的精確度。地磁定位與導航技術作為一種無源自主導航方法, 具有抗干擾能力強、無積累誤差和精度適中的優點，還是唯一不受外界影響而可正常工作的導航系統。地磁定位導航不僅適用於水下、地下、高空，也同樣適用於城市的導航。
地磁場是穩定、可靠、公共的自然資源，地球上每一點的地磁向量是唯一確定的。在直角座標系下，地磁要素有 (7個)：磁偏角D、磁傾角I 、總磁場強度T 、垂直磁場強度Z、水平磁場強度H（包含水平X分量(北向)、水平Y分量 (東向)）。
地磁定位導航技術路線是首先透過航測或其他手段採集地磁資訊，建立地磁場模型，利用地震觀測臺觀測地磁資料對該地磁場模型進行補償修正，根據修正後的模型，計算出地磁場資料庫，並對應於諸如北斗系統等定位導航系統提供的地球地理座標。在載體上裝載高響應速度的磁感測器進行地磁測量，測量出這一區域點的磁場特徵量並繪製成實時線上圖，透過對比實圖和參考圖進行相關匹配，計算出載體的實時座標位置，為載體解算導航圖形匹配資訊，形成三維地磁圖的數字化模型；利用磁向量匹配資訊矯正導航系統，將地磁圖匹配結果作為卡爾曼濾波的觀測量對導航系統進行濾波並結合相關演算法，給出引導方向與目標方向、引導方向和前進方向的偏差、導航物體所處的位置資訊；透過路徑規劃和控制策略等成熟技術，實現高精度定位導航。
跟傳統的GPS、慣導、GLONASS、Galileo、北斗相比，在水下、室內等特殊環境下，地磁定位導航更加可靠、保密、穩定和精確，具有很強的綜合優勢。地磁測量不受位置和環境的影響，可以實現全天候和全地域導航；地磁測量屬於被動測量，隱蔽性好。地磁匹配定位導航誤差不會隨時間累積。地磁場為向量場，可以提供豐富的導航參考資訊。
作為一種新型無源自主導航方法，地磁定位導航在無人機、船舶、水下機器人等領域有著巨大實用價值和廣闊應用前景，也因此成為行業發展的新熱點、新方向，未來或可替代現有導航技術，並被用來和衛星導航、慣性導航互相組合使用，便於其中一種或數種導航技術裝置失靈時啟動使用備選定位導航技術裝置，確保定位導航安全。
國創智慧地磁定位導航產品服務於農業生產導航需求
國創智慧以微磁基礎感測器為核心元件可以組成地磁定位導航系統。船舶、飛機、無人機、汽車、機器人等載體均可搭載該系統。微磁基礎感測器實時線上採集地磁資訊，再結合已有的地磁資訊資料庫進行比對，並且實時更新地磁資訊庫，利用相應的導航模型與演算法，實現地磁定位導航功能。
當前我國農業發展迫切需要在實現機械化的基礎上，迭加無人化技術。這是中國抓住新一輪生產力革命機遇，進行科技創新，實現農業現代化，追趕超越，實現民族偉大復興的需要。2020年10月，中國北大荒建三江-碧桂園無人化農場裡，40多臺農機具藉助衛星定位導航，進行無人化田間20項作業演示；無人直升機演示田間噴灑農藥。
在北大荒的無人農場依靠衛星定位導航。如果配備地磁定位導航裝置將會更加安全可靠。當無人農機和無人飛機衛星定位導航裝置遭遇雷擊損壞，或者無人農場位於偏遠、複雜地形地貌地區，衛星定位導航受限制，配備地磁定位導航裝置就能保障安全，增強可靠性。
地磁場描述精度、磁場測量技術和導航演算法是決定導航精度的關鍵因素。基於國創智慧高精度微磁基礎感測器開發的系列磁導航產品，在民用各應用領域中，不僅能提供高質量的航向及姿態資料，更能透過高精度的磁場資訊和多感測器融合演算法，實現一定區域內高精度磁場導航功能，成為衛星、慣性定位導航之外的另一種高效定位導航技術。
國創智慧作為一家集研究、生產於一體的高技術企業，多年來一直致力於感測器及相關產品研發工作。微磁基礎感測器基於磁敏感材料的巨磁阻抗效應和軸向採集原理，同時利用該微磁基礎感測器敏銳地感知並採集地磁場的資料資訊，與地磁圖進行匹配，結合導航演算法、濾波演算法，即可實現地磁定位與導航。地磁定位導航不僅適用在水下、地下、高空，也適用於城市導航。國創智慧地磁定位導航技術裝置不僅可以服務於地面農機具和植保無人機定位導航，還可服務於無人機磁探、空中姿態與航向調整等領域，將明顯提高勞動生產效率和安全保障能力。
