虽然目前有四种不同的全球导航系统在运行,但仔细检查就会发现,它们在概念、架构和漏洞方面实际上非常相似。主要问题之一是 GNSS 信号的功率水平,这是由于发射器与地球的距离(约 20,000 公里。)、每颗卫星的覆盖面积(每颗卫星约占地球表面的 1/3)以及卫星上可用的传输功率造成的。这导致系统的功率非常低,接收信号强度约为 -120 到 - 130 dBm。这是一个非常低功率的系统,使其容易受到欺骗(虚假信号传输)、干扰(故意干扰)甚至来自其他不相关系统的无意干扰。信号也无法穿透茂密的树叶、建筑物、洞穴等。这使得在室内和地下使用变得不可能,而在城市地区使用可能会有问题。该小组的早期著作《全球导航卫星系统降级和拒绝环境中的导航传感器和系统》中提供了有关 GNSS 漏洞和可能的补救措施以及几种军事场景的详细信息,该著作由 STO 出版。
首字母缩略词 • PNT:定位、导航和授时 • GPS:全球定位系统 • GNSS:全球导航卫星系统 • NIST:国家标准与技术研究所 • NIST IR:NIST 内部或跨机构报告 • NIST SP:NIST 特别出版物
4.1.1 澳大利亚 ................................................................................................................................................ 13 4.1.2 加拿大 ................................................................................................................................................ 14 4.1.3 中国 ................................................................................................................................................ 15 4.1.4 欧盟 ................................................................................................................................................ 17 4.1.5 印度 ................................................................................................................................................ 18 4.1.6 日本 ................................................................................................................................................ 18 4.1.7 韩国 ................................................................................................................................................ 19 4.1.8 俄罗斯/独立国家联合体 (CIS) ............................................................................................. 20 4.1.9 土耳其 ................................................................................................................................................ 21 4.1.10 英国 ................................................................................................................................................ 21 4.1.11 美国 ................................................................................................................................................ 23
众所周知,美国全球定位系统 (GPS) 等全球导航卫星系统 (GNSS) 的信号被用于美军所依赖的所有系统。然而,在美国与敌军交战的地区,GPS/GNSS 特别不可靠,因为干扰和欺骗对对手有利。我们提出了一种解决方案,该解决方案使用软件定义的接收器和先进的算法,利用低地球轨道 (LEO) 机会信号 (SOOP) 的到达时间差 (TDOA) 提供备用定位、导航和授时 (A-PNT)。在这种使用 LEO 信号的模式下,不需要对源信号有机密了解。事实上,不需要先验了解 LEO 轨道参数,也不需要知道信号的传输时间。该系统设计为独立工作,也可用于补充通常用于导航系统(包括 GNSS 和惯性导航)的现有导航传感器。扩展使用多个 LEO 星座将有助于优化 RF 挑战环境中的性能和弹性。
•NASA有机会利用OGA,商业和民用空间的投资•合并了欧洲和日本数据接力系统的课程•在其他感兴趣的机构之间合作 - 太空发展局,美国空军等。•通过光学产品作为CSP演示的一部分 - SpaceX和Kuiper
• EXCOM 是一个跨部门机构,负责指导和维护整个政府在提供天基 PNT 服务、增强和天基替代方案方面的利益 • EXCOM 应就美国天基 PNT 服务的维持、现代化和政策事项向其成员机构和总统提出建议(通过总统执行办公室 (EOP) • 确保国家安全、国土安全和民用要求在决策过程中得到充分和适当的考虑 • 与商务部协调审查 PNT 频谱管理和保护问题
美国的国家和经济安全取决于国家关键基础设施的可靠运行。定位、导航和授时 (PNT) 服务广泛部署于整个基础设施中。为了减轻 PNT 中断或操纵的潜在影响,政府于 2020 年 2 月 12 日发布了行政命令 (EO) 13905,即“通过负责任地使用定位、导航和授时服务增强国家复原力”。美国国家标准与技术研究所 (NIST) 作为商务部 (DoC) 的一部分,根据行政命令中详述的 Sec.4 实施 (a) 制定了此自愿 PNT 配置文件。PNT 配置文件是使用 NIST 网络安全框架创建的,可用作风险管理计划的一部分,以帮助组织管理使用 PNT 服务的系统、网络和资产的风险。PNT 配置文件旨在广泛适用,并可作为制定特定行业指导的基础。该 PNT 配置文件为 PNT 用户提供了一个灵活的框架,以管理在形成和使用 PNT 信号和数据时的风险,这些信号和数据容易受到自然、人为、有意或无意的干扰和操纵。
委员会在围绕小组委员会结构组织工作方面取得了重大进展,该结构可以更有针对性地考虑影响 GPS 和其他不断发展的全球导航卫星系统 (GNSS) 和其他 PNT“生态系统”的民用用户的诸多问题。此次会议反映了在 COVID-19 疫情严峻以及联邦通信委员会 (FCC) 不明智地批准 Ligado Networks 引发的持续争议之后,工作重点转向更加务实。作为一个成员包括众多关键基础设施用户的咨询机构,我们已经明确表明了我们对这一严重监管错误及其可能对 GPS 可靠性造成的不利后果的立场。我们正在继续前进。
一些公司正在开发低地球轨道 (LEO) 系统和设备,以增强 GPS 和其他 GNSS,用于自动驾驶汽车、无人机送货服务、关键基础设施和其他市场等商业应用。虽然在中地球轨道 (MEO) 运行的 GNSS 是主要的定位、导航和授时 (PNT) 卫星星座,但业内专家表示,它们的信号弱、易受干扰且增强成本高昂。LEO PNT 支持者认为,LEO 星座具有更高的信号强度、更高的安全性、提供全球覆盖、2D 和 3D 定位和精确授时,并且比 MEO GNSS 更靠近地球。通过在更低的轨道上运行,LEO PNT 精度可以是 GPS 的 10 倍以上。 GNSS 增强系统的支持者中,许多人在 11 月的国家天基定位、导航和授时 (PNT) 咨询委员会会议上发表了演讲,他们还指出,最近丹佛和德克萨斯州的 GPS 中断事件导致飞机的广播式自动相关监视 (ADS-B) 和交通警报与防撞系统 (TCAS) 受到损害。“GPS 信号极其脆弱,随着国际紧张局势的加剧,严重的 GPS 中断只是时间问题。借助专门构建的 PNT 系统,可以适时使用 LEO 卫星信号,在 GNSS 完全中断期间显著减少惯性导航系统的漂移,”Joshua 说
启用并依赖 GPS,因此,除了使用 GPS 管理部队和利用 GPS 固有的计时来同步防御系统的好处之外,还存在巨大的潜在下行风险,即越来越多的潜在对手可能会夺走这些系统,”Leonardo DRS Land Electronics 高级副总裁兼总经理 Bill Guyan 说道,该部门为陆军和海军陆战队生产战术计算机和显示器,并已向美国和国际部队部署了超过 300,000 个战斗管理系统 (BMS)。这种任务指挥能力最著名的是屏幕上显示的蓝点,它显示位置信息。