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“GPS之父”帕金森向拜登政府的五点建言

曹冲 慧天地 2022-07-17

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一则值得关注的PNT年初旧闻

——“GPS之父”帕金森向拜登政府的五点建言


年初,《GPS世界》杂志报道过一则消息。素有“GPS之父”之称的布拉德·帕金森(Brad Parkinson)向美国拜登政府提出建言,首要任务是使PNT更具弹性。同时作为《GPS世界》编辑咨询委员会成员布拉德·帕金森认为,美国新政府的当务之急是使定位、导航和授时(PNT)更具弹性,并且提供5种方法来保护和改善PNT:第一是保护频谱。回顾FCC授权决定,让具有相对较高功率的力嘎多宽带网络发射机工作,已被证明会降低恶化成千上万个PNT用户的GPS和其他GNSS的运行。受此影响的所有美国政府部门和主要用户团体都恳求FCC扭转这一可怕的决定,因为它对美国公众几乎有百害而无一利;第二是保护可能迅速蒸发并自称为GPS的黄金标准。GPS卫星设计正在显示其年龄老化。他们需要进行一箭多星发射(一箭3星),并恢复为更简单的设计,除去点波束和其他累赘笨重的附件,因为它们会大大增加了复杂性和成本。中国人在北斗上增加了:

(a)星间精确测距和宽带通信;

(b)地球同步卫星,可能具有良好的点波束捕获辅助;

(c)直接在卫星上播发类似于WAAS的校正,可能达到RTK的精度(可能精度达到几厘米量级)。


此外,他们声称其基本精度要优于GPS,我认为他们已经拥有可操作的后向激光反射镜;第三是针对高价值PNT用户,允许并鼓励他们能够获得抗干扰和反欺骗的基本和快速感知能力。40多年前,我们在硬件上演示了一种高抗干扰接收机,该接收机可以直接应付10kW的GPS干扰器,而不会受到影响。我们知道,高增益数字波束控制天线会产生这样的抗干扰性,但是我们的制造商不会采取这种行动,因为无法在国际市场上出售或使用它们。这些设备与廉价的惯性组件和更新的信号相结合,将使PNT几乎不受干扰和欺骗等干扰的威胁影响;第四是将军事重点从替代PNT技术转移到认真升级其接收机和有用信号。当前或合理预期的替代方法都无法提供GPS这样的精度(3D),和可用性或完好性。新的M代码和L1C信号已经安排部署近20年了。又如Loran的地面行动很可能在流动的战场行动中很容易受到直接攻击(Loran的主要价值是分配时间和为海事用户使用)。在这20年中,我们现在拥有价格低于5美元的移动电话芯片,可以接收到200个测距信号并进行RTK处理,并使用所有可用的校正(WAAS,EGNOS等)方法。在目前的军用接收机中找不到这种能力。国防部必须从速度和竞争力方面改善采购策略,并将现有的民用能力纳入军用用户装备;第五是政府机构应该采取措施迅速识别、关闭和起诉GPS干扰器。一些人认为这个问题比已经认识到的要严重得多。应该要求所有手机能够报告异常的频谱噪声水平或明显的欺骗事件。应动态的将其输入到国家数据库,该数据库可能由海岸警卫队维护。GPS用户应采用一种自动方式来确定其操作区域中是否存在实质性威胁。

同时给拜登政府提出PNT建言的《GPS世界》编辑顾问委员会委员,还有约翰·菲舍尔、朱尔斯·麦克内夫和格雷格·图雷茨基。约翰·菲舍尔指出:“我们希望新政府继续按照去年的行政命令建立的具有复原力的PNT,支持DHS和NIST在建立复原力和网络安全框架方面取得的进展。对于他们而言,对于未来的创新解决方案保持开放的市场理念,而不是强制采用特定的PNT方法,这一点很重要。在我们的移动互联社会中,人们已经意识到了可信任的PNT的重要性,我们一定不能失去这一点”。朱尔斯·麦克内夫强调说:“弹性PNT应该成为国家安全的优先事项。它的连续性对于各种军事和经济/社会活动都至关重要。它具有空间感知和同步的特性,可以使物理世界和网络世界中最先进的现代技术高效运行,同时也可以按规划使人和物从A点准确地到达B点。在这种情况下,应当保护构成弹性PNT的要素免受自然或敌对方的威胁破坏”。格雷格·图雷茨基则是表明:“真正具有弹性的PNT需要结合多种定位技术以最大化弹性。但是,政府在许多增强技术(传感器,视觉等)中的影响是有限的。主管部门可以做的是通过加快GPS Block III的发射和采购进度来使GPS本身更具弹性。这些新信号,特别是L5信号,对于抗干扰和反欺骗能力以及精度的显著提高具有不可估量的价值”。





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