测绘

成功会破坏GPS吗?
2006年1月1日

成功会破坏GPS吗?

就像20世纪70年代发射的一艘巨型火箭飞船一样,全球定位系统在用户和应用程序不断扩大的宇宙中航行,看似平静,其成功超出了其创造者的预期,以巨大的势头将其带入了第三个千年。beplay平台是黑网

就像20世纪70年代发射的一艘巨型火箭飞船一样,全球定位系统在用户和应用程序不断扩大的宇宙中航行,看似平静,其成功超出了其创造者的预期,以巨大的势头将其带入了第三个千年。beplay平台是黑网

从表面上看,GPS比以往任何时候都更加繁荣:第二个信号(L2C)成为可用于民用和商业用户,一个密集的地面监控系统正在建设,改善了算法的精度挤出和操作实践的主控制站在施里弗空军基地,产品价格下降比以前有更多的特性和功能,数以亿计的接收器在世界各地使用。波音公司正在建造具有第三个民用信号(即所谓的L5频率)的下一代(Block IIF)卫星,准备从2007年开始发射。

自28年前首次发射卫星以来,GPS已经为基于卫星的定位、导航和计时开辟了道路。多亏了GPS,全球导航卫星系统已经从一个未知的技术变成了一个被广泛认可的公用事业。全球定位系统,一个模型和灵感,它的模仿者跨越海洋。

或者是吗?

事实上,多年来,GPS一直是自身成功的受害者。该系统的表现比宣传的要好,但由于其他防御项目的预算被窃取,该系统面临着在分散的双重用途管理职责的不断变化的迷宫中迷失方向的风险。

“历史表明,即使在没有更昂贵的GPS III卫星的情况下,空军也长期难以为GPS提供足够的资金,”国防科学委员会(DSB)去年年底发布的一份高层任务小组报告指出。“如果空军继续利用其GPS投资作为资金来源来抵消其他空间/飞机项目,那么即使没有更昂贵的GPS III, GPS服务的连续性也将处于危险之中。”(见本期《大胆建议》一文。)

另外,美国空军空间司令部预测,2007年至2012年期间,全球定位系统(GPS)星座低于24个宇宙飞行器的完全作战能力(FOC)的最坏情况概率为20 - 40%。事实上,该工作组主张一个30颗卫星星座,以确保在“有挑战的环境”中强大的覆盖。

最近三个GPS卫星开发和发射项目——IIR、IIR- m和III项目——的时间表都滑到了右边,正如他们最近描述的那样。

间歇性地为燃料而饿死,通过掌舵的零星引导,新资源将在其速度不可避免地开始缓慢,威胁其被其他GNSS车辆所超越的系统?

好吧,这就是坏消息。

好消息是,没有人联系到该计划希望让世界上一个领先的美国领先的公用事业公司进入正在开发的其他GNSSE的阴影中。和步骤正在进行中,以确保不会发生这种情况。

新游戏计划

期待已久的下一代计划,GPS III,在概念研究中花费了超过亿美元,并且在收到国防部(国防部)的重新进入之前,几年就到达了几年。2006财政年度(FY06)联邦预算为GPS III分配了8700万美元。根据GPS联合方案办公室(JPO),FY07预算将于华盛顿最新确定,目前的迹象表明,GPS块III将收到至少2.37亿美元。当然,GPS III资金以前已经归零。

目前的计划要求GPS JPO在今年夏天做出决定,在提交的单独空间飞行器(SV)和操作控制(OCX)部分合同的建议书中进行选择。据JPO称,一旦收购战略在华盛顿正式批准,预计将在2月中旬发布GPS Block III SV招标请求(RFP),并在春季晚些时候发布OCX RFP。

JPO表示:“计划计划中正在进行小的调整,以反映两项收购的增量开发和交付方法,这将在计划生命周期内更快、更频繁地提供增加的GPS能力。beplay体育下载地址.然而,根据DSB工作组的说法,为适应新一代卫星而进行的控制部分的升级落后于计划,这意味着操作控制这些信号的能力最早要到2009年才能可用。

现代化技术

就其基本设计而言,全球定位系统已有近35年的历史。使用现代电子技术、新的铷原子钟、更好的卫星管理技术和导航信息增强的最新航天器设计已经改善了性能。但制造商和用户的关键资源——太空GPS信号的设计,本质上与1978年发射第一颗卫星时相同:L1上有C/ a编码(以1575.42 MHz为中心),L1和L2上有P/ y编码军事信号(以1227.60 MHz为中心)。

然而,在未来五年,这种情况将发生巨大变化。

从SVN53/PRN17开始,第一个现代化的Block IIR (IIR- m)卫星由洛克希德·马丁公司建造并于去年9月25日发射,GPS在L2(中心1227.6 MHz)获得了新的开放民用信号。第三个民用信号L5(以1176.45兆赫为中心)将与计划于2007年开始发射的Block IIF卫星一起抵达。

IIR-M和IIF卫星都将在L1和L2提供新的军用m码信号,并具备必要时发射更强信号的“柔性功率”能力。L5民用信号将进行相位和正交广播,正交信号不带数据报文广播。空军空间司令部预计到2013年将拥有发射L2C和M-code信号的完整卫星;L5的全面作战能力预计将在2014年实现。

一般来说,新信号的特征是较长的编码序列,以较高的数据速率广播,功率略大。从IIR-M卫星开始,空军将能够增加和降低p码和m码信号的功率水平,以击败低水平的敌人干扰——这种能力被称为“柔性功率”。

这些新的信号特性将支持改进的测距精度、更快的采集、更低的码噪声、更好的码间隔离、减少多径和更好的互相关特性。简而言之,新的信号将更加强大,更容易获得。

再往前看,L1的另一个民用信号计划通过GPS III计划到达。根据2004年6月与欧盟签署的GNSS协议,这将是一个二进制偏移载波(BOC 1,1)信号类似或相同的伽利略开放信号。这将简化GPS和伽利略信号的联合使用。GPS III航天器的名义第一次发射日期目前是2013年。

地面控制部分也将进行现代化。由国家地理空间情报局(前国家图像和测绘局)运营的6个GPS监测站已经并入现有的5个空军GPS监测站(包括科罗拉多州施里弗空军基地的主控站)。这将消除覆盖中的空白点,并支持空军监测民用信号和军事信号完整性(或健康)的计划。

新的政治结构

根据总统2004年12月发布的国家安全政策指令(NSPD),国家天基定位、导航和时间(PNT)执行委员会和协调办公室已经从机构间GPS执行委员会(IGEB)接管。Mike Shaw,长期在民用和军用领域担任GPS工作人员,在2005年底担任PNT协调办公室的首任主任。

PNT委员会的建立 - 现在被国防和交通,戈登英国和玛丽亚科利诺州的副局局委托 - 踢了GPS领导地位,从IGEB的缺点。其他成员包括国家,商业和国土安全部门等同级别的代表,工作人员联合议员和美国国家航空航天局。

该委员会在布什总统领导的全国社民党成立后不久举行过一次会议,但1月26日的会议是现任领导班子的第一次会议。除了相互了解和PNT主题之外,议程还涉及DSB工作组报告、全球定位系统的现代化和筹资以及新的联合国全球定位系统国际委员会等问题(见本期“联合国在全球卫星导航系统方面做了什么?”一文)。

在没有董事和协调委员会的情况下,执行委员会无法完成总统指示赋予它的许多任务,包括为美国太空PNT起草一份五年计划,并任命一个由外部专家组成的顾问委员会。有了肖的加入,协调委员会现在有七名来自执行委员会的代表机构的工作人员。

顾问委员会的章程已经起草好,正在等待委员会的批准。国务院在负责空间和先进技术工作人员的拉尔夫·布雷班蒂(Ralph Braibanti)的指导下,起草了一份国际PNT战略草案。

通过
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