□ 趙 爽

編者按：在GPS系統(tǒng)取得了廣泛而成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，美國于1999年提出了GPS現(xiàn)代化計劃，對GPS進行全面改進。其改進的動力來源于導(dǎo)航戰(zhàn)能力嚴(yán)重不足、應(yīng)用需求不斷提高和多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間的競爭加劇。此后，俄羅斯全面恢復(fù)和提升GLONASS的優(yōu)先發(fā)展計劃、歐洲建設(shè)中的伽利略等，均提出了與GPS現(xiàn)代化計劃相似的發(fā)展目標(biāo)，包括進一步提高系統(tǒng)性能，大幅度增強導(dǎo)航戰(zhàn)能力，和在國家PNT體系結(jié)構(gòu)框架下發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

美國PNT體系結(jié)構(gòu)必須在未來環(huán)境下運行。未來的環(huán)境問題包括不斷增長的電磁頻率挑戰(zhàn)，包括非故意干擾和惡意導(dǎo)航戰(zhàn)。導(dǎo)航戰(zhàn)包括對抗電子阻塞、反欺騙和干擾的電子保護。它還包括電子攻擊能力，阻斷對任何天基定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的敵意使用，又不過度妨礙戰(zhàn)區(qū)之外的民間、商業(yè)和國土安全用戶接入民用定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。導(dǎo)航戰(zhàn)還包括電子支援，以及發(fā)現(xiàn)、定位和描述影響友軍用戶的敵意阻塞或干擾。相關(guān)電子支援措施包括NGA的GPS干擾機定位系統(tǒng)、國土安全部(DHS)的PNT干擾監(jiān)測和減緩計劃。

其他環(huán)境挑戰(zhàn)包括天氣（低可見度、電離層閃爍）和地理因素、財政因素、地緣政治因素導(dǎo)致的問題。由于世界人口的增加，人口壓力會加大，增加了對PNT的需求和對PNT用戶系統(tǒng)更高能力的需求。如果PNT體系結(jié)構(gòu)能充分利用它們的優(yōu)點，這些不斷增長和變化的技術(shù)性環(huán)境問題不但是挑戰(zhàn)，也是機遇。

PNT服務(wù)要依靠使能支援能力才能實現(xiàn)，包括參考框架、授時標(biāo)準(zhǔn)和其他標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)就是一例，例如通過采納相關(guān)政府部門確定的標(biāo)準(zhǔn)，可以實現(xiàn)使數(shù)據(jù)共享和傳輸。其他必要使能支援能力包括恒星目錄、部署、建模、測繪、制圖、測地、光電信息、密碼、激光測距網(wǎng)、以及科學(xué)和技術(shù)。

PNT服務(wù)還要得到多個組織機構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施支持才能實現(xiàn)，這些支持包括政策、試驗，及工業(yè)基礎(chǔ)。該基礎(chǔ)設(shè)施不但是物理上的，也包括非物理的支持能力。美國海軍天文觀測臺(USNO)是國防部和GPS的官方時間源。國家標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究所（NIST）負(fù)責(zé)維護美國民用時間和頻率標(biāo)準(zhǔn)。NGA開發(fā)和分析圖象及地理信息，用來描述、評估并可視化描述（例如地圖）地球上的物理特征和地理學(xué)基準(zhǔn)活動，為國家安全目標(biāo)服務(wù)。NOAA的國家測繪局（NGS）確定并管理國家地理空間基準(zhǔn)（NSRS），這是一個國家級坐標(biāo)系統(tǒng)，為交通、通信、測繪、制圖和多種科學(xué)及工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)。國家安全局為GPS提供密碼。NASA負(fù)責(zé)監(jiān)視地球及空間環(huán)境方面的研究開發(fā)（包括測地學(xué)、電離層監(jiān)視、空間天氣），負(fù)責(zé)開發(fā)空間科學(xué)用戶所需的高精度定位接收機和宇航級星鐘。

PNT基礎(chǔ)設(shè)施還包括3個重要組織，它們是連接PNT用戶界的代表。其中GPS運行中心（GPSOC）支持軍方用戶；FAA國家運行控制中心（NOCC）是民用航空界的接口機構(gòu)，而美國海岸警衛(wèi)隊導(dǎo)航中心（NAVCEN）是其他民用用戶界的接口機構(gòu)。

美軍正在使用的GPS系統(tǒng)

戰(zhàn)斗機著陸

航海