本课程将重点介绍实施和开发跨学科设计项目。本课程的具体主题每次讲授时都会有所不同,但可能仅限于可重复性。主题由讲师决定。一系列项目将涵盖技术、文化和以人为本的方面。学生将参与扩展的小组项目,涉及一系列设计问题、目标、工具和程序。活动包括品牌推广、物理原型设计、制造和数字产品设计。具体主题各不相同,由讲师决定。本课程可以多次学习,但各个主题必须不同。(本课程仅限于攻读学位的研究生或经讲师许可的学生。)讲座 3,学分 3(秋季、春季)
有效载荷子系统:有效载荷子系统执行 TrustPoint 的替代定位、导航和授时 (PNT) 服务所需的机载处理、RF 信号生成和高精度计时。有效载荷由用于有效载荷计算和波形生成的数字子系统、GNSS 接收器(参见上面的通信系统部分)、用于计时的时钟子系统和用于放大和过滤的 RF 模拟子系统组成。在总线底盘的外部,有效载荷与两个 C 波段发射天线、一个 C 波段接收天线和一个 GNSS 天线连接,所有这些都是共形非可展开贴片天线。总线底盘的外部还安装了一个激光反射器,用于支持高精度轨道测定的激光测距实验。
CAGR 复合年增长率 C4ISR 指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察 EO 地球观测 FMS 车队管理系统 GDP 国内生产总值 GEO 地球静止轨道 GNC 制导、导航和控制 GNSS 全球导航卫星系统 HSE 载人太空探索 ILRS 国际月球研究站 ISRU 原位资源利用 ISS 国际空间站 LEO 低地球轨道 MDS 导弹防御系统 MEO 中地球轨道 OEM 原始设备制造商 PNT 定位、导航和授时 SatCom 卫星通信 SBSP 天基太阳能 SWE 空间气象事件 SSA 空间态势感知 TSR 股东总回报
自从 GPS 开始民用以来,已有大量研究评估了 GPS 的经济影响、GPS 最终用户设备的脆弱性、GPS 中断的后果以及哪些系统可以备份和补充 GPS。“先前的评估部分”详细介绍了与此项工作相关的非详尽的先前研究,这些研究旨在强调对日益增长的 GPS 依赖的长期担忧。本报告是对 HSOAC 2018 年报告《分析更具弹性的国家定位、导航和授时 (PNT) 能力》的总结和分析。HSOAC 的报告包含大量参考资料的数据和文献分析,以支持他们自己关于 GPS 依赖性和 PNT 备份/备用系统的结论。国土安全部使用 HSOAC 的报告来告知和指导本报告中提出的调查结果和建议。
随着全球导航卫星系统 (GNSS)、区域导航卫星系统 (RNSS) 和星基增强系统 (SBAS) 的进步推动定位、导航和授时 (PNT) 精度和弹性的提高,太空导航正在快速发展。GPS、GLONASS、伽利略和北斗等主要 GNSS 星座正在不断升级其系统,增加新功能,包括增强信号结构、卫星间链路和扩展服务。与此同时,QZSS 和 NavIC 等区域系统正在朝着更大的独立性和改进的功能发展。这些进步在卫星 PNT 系统易受干扰和欺骗的时代变得日益明显。同时,对替代 PNT 技术(例如低地球轨道 (LEO) 卫星系统和地面创新)的研究和开发正在获得动力,以确保提供可靠的导航服务。
太空活动是美国生活方式、繁荣和安全不可或缺的一部分。无处不在的卫星互联网、电信、地理空间、环境监测以及定位、导航和授时服务都是公用事业。航天器在世界各地收集、生成和传递信息。它们是全球和国家信息基础设施的重要组成部分,推动了信息时代的经济。卫星系统控制着几乎所有关键基础设施部门的实物资产,包括能源、金融、交通和电信。它们有助于管理电网、监控物流、预报天气、管理供水、提高农作物产量、实现对互联网内容和电视广播的访问,并为远程医疗和教育提供视频电信。从娱乐到紧急服务,太空系统对美国人的安全和福祉至关重要。
2023 年)并变得无处不在。随着太空技术成本的迅速下降,各国都在发展太空计划,投资下一代运载火箭(用于登陆月球和/或火星)和太空探索。太空运输和物流系统、太空生产正变得越来越经济,旅游业也越来越便利 [1] 。除了航天器制造(包括运载火箭)、商业太空运输和相关产业 [2] 之外,太空技术还与日常生活息息相关。此类太空活动主要来自三个领域:定位、导航和授时(PNT)、地球观测(EO)以及卫星通信和连接(SatCom)。此外,2023 年全球政府在太空防御和安全方面的支出达到了历史最高水平,超过 580 亿美元,并且由于地缘政治分裂和第二次冷战,支出还在加速增长。
联邦政府在 1164-1215 MHz 频段的空对地和空对空方向运行航空无线电导航和无线电导航卫星系统。在此频段运行的地基和机载系统控制国家空域 (NAS) 内的民用和军用飞机。测距设备 (DME) 系统及其军用版本战术空中导航 (TACAN) 系统在整个频段运行。全球导航卫星系统 (GNSS) 是在无线电导航卫星服务 (RNSS) 中运行的系统的标准通用术语,可提供具有全球覆盖的自主地理空间定位。在美国,此类系统被称为定位、导航和授时 (PNT) 系统。这些系统允许接收器使用卫星发射的信号确定其位置(经度、纬度和高度),并为全球众多用户提供精确的计时。国防部 (DoD) 在该频段协调运营一个通信系统,即联合战术信息分发系统 (JTIDS)。
国防部的任务范围从人道主义援助到核威慑,以及介于两者之间的一切。从特种作战和反恐到太空作战;从城市作战到反水雷战;从全球定位、导航和授时 (PNT) 到海岸两栖作战,这些任务通常由各武装部队的部队和能力以各种组合联合执行。支持功能多种多样,包括一个价值 330 亿美元的医疗系统,拥有 65 家主要医院和 800 多家诊所;一个海外附属学校系统;一个杂货连锁店;以及四 (4) 个国家情报机构。国防部的大多数主要组成部分(45 个中的 27 个)都是国防机构或实地活动,围绕先前存在于每个武装部队中的支持功能组织起来,后来为了提高效率而合并。例子包括后勤、合同管理、财务和会计、军需品供应、非战斗医疗支持等。