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综述:美国国防部加强GPS安全性能

http://jczs.sina.com.cn 2002年3月14日 22:06 中国国防科技信息中心

  [英国《简氏防务周刊》2002年1月16日报道]随着美国军事部门越来越依赖全球定位系统(GPS)卫星所提供的精确导航和计时功能,国防部由空军牵头,正采取综合手段保护GPS信号的完整性,并加强其抗干扰性。这些措施不仅包括增强卫星信号强度和改善信号处理能力,还包括在飞机、船只、地面车辆和武器(如联合直接攻击弹药)使用更复杂的GPS接收器。

  国防部需要24枚GPS卫星,但是为了提高精确度,实际运行28枚卫星。其精确度可达到
至少7米。而军方用户可以得到更精确的实时精度,因为他们使用的是能更好弥补大气偏差的加密接收机。地球绝大部分都在7到11枚卫星的覆盖范围之内。得到二维导航坐标需要3枚卫星,三维坐标需要4枚卫星。GPS卫星还可以提供地球任何地点的精确到80皮秒(10-12s)的精确计时。

  目前处于BLock-II、-IIA和-IIR配置的卫星,用两种称为P(Y)的军用密码和一种称为L1的民用密码广播信号。美国空军计划发射20枚GPS Block- IIR卫星,预计3月份发射其中第7枚卫星。

  国防部正在开发一种新的军用密码(M密码),可改善信号处理技术,增强抗干扰能力。M密码可使剩余的Block-IIR卫星现代化。第一枚装备了M密码的Block-IIR卫星计划于2003年发射。这些Block-IIR-M卫星也将使用第二代民用密码(L2)。从2005年开始,美国空军将陆续发射16枚波音公司的Block-IIF GPS卫星,这些卫星将使用M密码和第三代民用密码(L5)信号。美国空军接下来还准备发射GPS Block-III星座,它们将大大加强M密码信号的功率。其做法是添加额外的点波束,给正在工作或关注的特别地区输入更多的功率。

  计划于2010年左右首次发射的GPS-III卫星的传输功率是目前GPS星座的100到300倍。除改善卫星自身外,高价值资源如攻击机和精确制导弹药上的抗干扰和反电子欺骗的复杂天线也有助于大大加强系统健壮性。

  空军研究实验室传感器分部已经研制出一种天线波前模拟器,以评估抗干扰GPS天线电子器件的性能。该分部还研制出了GPS干扰和导航工具,用于评定当装有GPS/惯性导航系统的平台和弹药在地面上移动和穿过GPS干扰阵列时的性能。另外,该实验室的虚拟飞行测试系统可复制真实世界的无线频率干扰水平,以评估硬件的抗干扰能力。

  美国空军正在考察Block-III卫星可对GPS精确度做出何种改进。尽管空军认为更大的精确度会加大工作支出,但还在衡量进一步提高精确度的代价。

  国防部也在研究其他增加GPS系统健壮性的概念,比如国防高级研究计划局的全球定位实验项目,该项目探索将GPS信号继电器安装在多种高空无人驾驶飞行器(UAV)或其他空中平台上的可行性。这些信号继电器可以放大向下传向战场的GPS信号。该项目已用美陆军"捕食者"无人机建成演示平台。


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