地球周围存在的磁场称为地磁场。地磁场是地球最重要、最基本的物理场之一,是人类生存不可缺少的环境条件。磁场是一个矢量场,且地磁南极和地理北极不重合,是空间位置和时间的函数。地球磁场由基本磁场和变化磁场两部分组成,基本磁场来源于地球内部,而变化磁场则与电离层的变化和太阳活动等有关。
       早在2600多年前,我国祖先就已经对天然磁铁的物理性质做了深入的研究,并将指南针用于远洋航海的导航。随着空间技术的发展,地磁学与测绘技术、信息技术等其他学科不断融合,并广泛应用于航天、航空、航海以及军事等领域。
1、舰船地磁导航
      由于地磁信息具有稳定可靠、无辐射、抗干扰、全天时、全天候、全地域,以及与地理位置有对应关系等特点,使得地磁导航成为海洋磁场信息最为传统的军事应用领域之一。为了描述地磁场的特征,通常利用地磁场强度Ｆ及其分量来表示地球磁场矢量可以用正交分量ｘ(北向强度,北为正)、ｙ(东向强度,东为正)、Z(垂向强度,下为正)来描述。总强度Ｆ、水平强度Ｈ、磁倾角I(表示水平面与地之间的夹角,在水平面以下为正)、磁偏角Ｄ(表示地磁场向量在水平面的投影与正北方向的夹角)。       因此,要想确定任何一点的地磁场的强度和方向,至少要测出任意三个彼此独立的地磁要素。目前常用的直接测量要素是Ｚ、Ｉ、Ｄ、Ｈ和Ｆ。如需要某个特定区域的地磁分布特征,一般采用某一区域的精度较高的部分观测数据,通过某种方法建立区域地磁场模型,舰船在航行过程中通过所载传感器采集其周围地磁场信息并与舰上计算机存储的地磁信息相匹配,及时校正惯性导航系统的误差积累,从而连续、自主、隐蔽地获得航行体坐标,将航行器精确导航至预定海域。这一过程无需使用外部坐标,不需要来自地球的导航和通信信号,也不需要制作人工导航信标,隐蔽性强,军事价值尤其显著。
2、弹道导弹自主导航和飞行姿态控制
      弹道导弹地磁导航与舰船地磁导航原理基本一致,是利用弹上磁强计测量的地磁场矢量,根据空间位置基于地磁磁位确定的磁场强度,采用卡尔曼滤波或最小二乘法自动计算出沿地磁等高线的飞行轨道。
      比如俄罗斯的陆基洲际弹道导弹ＳＳ—19就是采用地磁等高线制导系统实现导弹的变轨制导以对抗美国的导弹防御系统。ＳＳ—19导弹再人大气层后,不是按抛物线飞行,而是沿地磁等高线飞行,使美国的导弹防御系统无法准确预测来袭导弹的飞行弹道轨迹,从而大大增强了导弹的突防能力另外,地磁场也可以作为一个空间参考系来测定导弹的姿态。导弹的发动机和壳体主要由碳钢或合金钢等硬磁性材料构成,有较大的磁矩,另外导弹内部的电子线路也会产生附加磁矩,可依此测定导弹在空间的姿态。
      同时基于以上原理,也可以有目的安装磁力矩器,利用地磁场的力矩来控制导弹姿态。尽管地球磁场非常微弱(地面平均磁感应强度为50uT左右,但由于远程弹道导弹在近地空间长时间飞行,因此地磁环境仍能对导弹飞行姿态和飞行轨道产生足够大的影响。