美太空部队:探索 GPS 的多轨道备份方案

文摘   2024-11-26 00:00   北京  
在当今数字化时代,全球定位系统(GPS)对于我们的生活和军事行动至关重要。然而,随着干扰技术的发展以及潜在冲突中对手可能对GPS卫星的攻击,美国太空部队正积极寻求新的备份方案,以确保定位、导航和授时(PNT)服务的可靠性。

太空部队的GPS卫星星座一直是其最为人熟知的任务之一,但面对日益严峻的挑战,他们不得不考虑其他选择。今年4月,美国空军选择了一个alt-PNT项目作为两个新的“快速启动”计划之一,无需等待国会批准即可推进。9月,太空系统司令部挑选了四家公司来竞争开发弹性GPS解决方案,计划在 2028 年前发射八颗小型卫星。
对此,国会成员提出了批评,认为该计划只专注于新卫星,而忽视了军事行动对抗干扰加密M码信号的需求。但太空系统司令部指挥官菲利普·A·加兰特中将在11月21日予以反驳,他表示该项目的重点是增强民用代码的弹性,而且新卫星将处于不同的轨道,为PNT企业带来“轨道多样性”。事实上,就像太空部队在多个轨道上运行星座以增强弹性一样,在低地球轨道(LEO)或地球同步轨道(GEO)上拥有PNT系统,除了中地球轨道(MEO)之外,具有诸多优势。LEO卫星距离地球表面更近,信号更强;GEO卫星则能提供持续、稳定的头顶覆盖。

NTS-3演示卫星

太空发展局(SDA)已经开始在其第一批数据传输卫星中“嵌入”PNT信号,未来的卫星批次将进一步提供来自低地球轨道的单独PNT信号。而空军研究实验室也准备发射其NTS-3演示卫星,以测试可重编程信号和相控阵天线等新技术。此外,商业利益也在推动PNT替代方案的发展。一些公司正在构建精致的Alt-PNT星座,以满足潜在的自动驾驶汽车等商业需求,航空公司也在寻求确保拥有备用的PNT信号。商业行业还可以通过将PNT信号添加到卫星通信网络中来开拓市场。
尽管太空部队在积极探索GPS的替代方案,但加兰特明确表示,现有的GPS星座仍然“健康”,他们并没有放弃传统的GPS星座。目前,太空部队有几颗新的GPSIII卫星在地面等待发射,他们正在寻找更快的发射方式,甚至可能考虑将原本分配给联合发射联盟(ULA)火箭发射的卫星转移到SpaceX火箭上,以加快入轨速度。
未来,太空部队可能会拥有多达六种或更多的 GPS 替代方案可供选择,这将为全球定位和导航服务提供更强大的保障。


什么是Alt-PNT

1.定义:Alt-PNT指非全球导航卫星系统(GNSS)来源的PNT。
2.误解:PNT不仅是GNSS提供的,Alt-PNT也不是要取代GNSS,而是作为补充,且并非所有应用都需要GNSS提供的全部功能。
3.解决的问题:应对GPS受干扰、区域丢失以及在某些领域不可用的情况。
4.PNT来源:包括天基、非天基、机会信号、自然和内部等多种来源,各有其属性、风险挑战和示例。
5.实施挑战:实施更多Alt-PNT源会增加成本等,且没有通用解决方案,用户需了解自身需求来选择合适的PNT源。Alt-PNT是对GNSS的弹性补充,可提供多样化解决方案

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