雾里看花，究竟谁在运营GPS系统？

 在GPS研发之初，就存在个谁来运营管理的问题，上世纪70年代初，美国海军和空军都在争抢卫星导航的主导权，最后由美国国防部（DOD）成立了GPS计划联合办公室来组织领导GPS系统建设，具体的运营操作作交给了美国空军。从1973年底批准GPS立项以来，至今，已经有五十个年头，GPS发展过程至少有四个方面的经验教训可资借鉴，这就是：高瞻远瞩的战略规划，稳定透明的系统政策，与时俱进的技术进步，和不断演变的管理体制。自从1978年2月发射第一颗GPS卫星，至1995年4月宣布GPS正式投入全球完全服务。1996年发布总统指令，并且形成“军民两用”的法律条文。同时，GPS业主地位，由DOD的GPS联合计划办公室转变为GPS部际执行局（IGEB），为国防部和运输部（DOT）派出主要官员共同负责管理照看，以满足GPS军民两用的客观需求，尤其是占有99%以上的民用市场需求。2004年GPS划归美国白宫管理，成立了天基PNT委员会及其办公室，系统的具体的运营管理仍然由国防部相关机构负责。GPS系统的最具优势的特点是：全球覆盖、实时动态、连续工作，能够服务于高精度、高动态、无限量的工作平台。

GPS系统具体的运营管理是由谁来负责？又是怎样实现的呐？GPS运营管理是一个庞大且大多不为人知的业务。这里的介绍旨在弄清楚谁做了什么，来维持GPS作为一个神奇的全球公用事业。经过近50年的演变发展，GPS业已成长为一个复杂的业务工程。它是根据国会的立法，和白宫的行政命令，以及与交通部联合建立的政策指导下，由国防部具体运营。它提供无数的科学、商业和世界各地的消费者应用的同时，也支持美国及其盟军的军事任务。目前的用户数量达数以十亿，不收终端用户费。GPS计划，每年的政府预算投入近20亿美元，是美国纳税人出资维持。GPS系统工作人员分布在：华盛顿特区；弗吉尼亚州阿灵顿的五角大楼；科罗拉多州施里弗太空部队基地；加利福尼亚州洛杉矶空军基地的洛杉矶航天系统司令部；佛罗里达州卡纳维拉尔角；弗吉尼亚州亚历山大市的美国海岸警卫队导航中心；和世界其他地方的GPS地面天线。从白宫到国会到航空航天公司，从军官到文职公务员，从政策制定者到工程师，从东海岸到西海岸，从太平洋的偏远岛屿，到印度洋和大西洋，GPS是一个庞大的业务系统，其具体运营管理复杂多变，其中大部分甚至鲜为人知。即使对业内人士来说也是如此，更不为公众所知。如何将GPS保持为梦幻般的全球公用事业？似乎是件十分有趣的事情。

 一、头部领导

国家天基PNT（定位、导航和授时）执行委员会（EXCOM）。EXCOM是一个跨部门机构，负责指导和保护政府在提供基于PNT的服务、增强和天基替代方面的整体利益。术语“天基PNT”指的是GPS、GPS增强和其他全球导航卫星系统。

根据总统指令建立（并定期更新，最近由总统空间政策指令-7）的执委会（EXCOM），是由国防部和运输部副部长或其指定代表，组成共同主席。

1.执委会（EXCOM）：

■ 协调多个联邦机构的GPS相关事宜，确保该系统处理国家优先事项以及军事需求；

■包括国务院、财政部、司法部、内政部、农业部、商业部，能源和国土安全部的领导；国家情报总监办公室；联合参谋长会议工作人员以及NASA。

■ 常设执行指导小组和若干工作组。

2.国家天基PNT协调办公室（NCO）

在华盛顿特区由商务部主办的常设工作人员，这个小办公室负责为执委会和常设执行指导小组制订计划、时间表，和议程安排。NCO还维护GPS.gov网站。

3.PNT监督委员会

通过PNT执行管理委员会运作，它仅为美国军方和国防部提供GPS指导学科。规划和编排由国防部（DOD）首席信息官（CIO/C3I）负责。参与包括OSD、JCS和Space采办人员与其他受邀人员的相关话题。

二、采办和维持

1.国防部（DOD）美国太空部队（USSF）太空系统司令部（SSC）

总部：洛杉矶空军基地，加利福尼亚州埃尔塞贡多。

指挥官：迈克尔·盖特林中将。

持有www.ssc.spaceforce.mil网站。

SSC负责识别、原型样机和野外作战人员的弹性空间能力。它提供可持续发展联合空间作战能力，同时在有争议的空间领域，保卫国家及其盟友。其关键作用是：

■ 采购。开发和收购USSF空间系统。

■能力发展。通过与盟友的合作和支持联合作战人员的工业，推动创新和发展。

■人才培养。建立和维护一个多样化的空间系统人才。

■发射。通过发射能力确保进入太空的商业和军事资产。

■系统架构。有助于开发具有弹性的综合国家安全空间架构，后者超过了当前和未来的威胁。

■维持。支持空间系统开发和发射能力。

2.由SSC单位直接负责的工作包括开发和部署GPS：

SSC军事通信和PNT管理局（MilComm&PNT），加利福尼亚州埃尔塞贡多洛杉矶空军基地。

项目执行官：Cordell A.DeLaPena Jr.先生。

3.开发、生产、交付和维护军事通信和PNT系统。

4.GPS产品支持Delta维护和维护SSC交付的所有系统。

5.MilComm&PNT采办Deltas（空间系统、控制系统和用户设备系统）。

6.航天发射Delt 45（SLD 45），Patrick SFB，佛罗里达州，从东海岸执行所有太空发射任务，包括GPS。

三、运行控制

1.国防部（DOD）美国太空部队（USSF）太空作战司令部（SPOC）。

总部：Peterson SFB，科罗拉多州科罗拉多斯普林斯。

指挥官：斯蒂芬·惠廷中将。

持有www.spoc.spaceforce.mil网站。

SPOC生成、呈现和维持战备状态，情报、网络、空间和作战支持部队和服务，作为USSF服务组件提供给USSPACECOM。

2.空间Delt 8，科罗拉多州施里弗空军基地。

指挥官：大卫·A·雉鸡上校

所谓的“黑客团队”中队协同工作，负责对于GPS的日常操作和维护，包括其地面和空间部分。

■ 第2太空作战中队（2 SOPS）是现役，中队由大约115名军官、士兵和文职人员组成。其成员填补许多角色，包括航天器操作、地面段维护和升级，以及对用户的支持操作。除当前操作外，2 SOPS协助未来规划新的航天器能力和地面段组件，包括Next运行控制系统（OCX）。

■ 第19太空作战中队（19 SOPS）

为储备部分，提供关键增强当前和未来的GPS操作。中队的成员与2 SOPS对应人员一起执行GPS星座的日常运行，支持在轨道工程方面的努力，并在最终采用OCX。

■ 第8作战训练中队（8 CTS）训练空间操作员，以操作GPS星座。他们负责执行所有2/19 SOPS操作员遵守将实行的标准。操作员坐在控制台上之前运行实时GPS任务，他们必须成功由8名CTS进行的完整培训。

■ 第310作战支援中队（310 OSS）是预备队

第310作战行动下的空军中队组就像19 SOPS一样，它训练现役和与8名CTS协调后备人员。

3.GPS主控站（MCS）

科罗拉多州施里弗空军基地（范登堡SFB的备用MCS），监控和控制GPS卫星星座及其地面资产、GPS监测站和GPS地面天线。

GPS监测站（美国空军和国家地理空间情报机构的双方的观察站构成）在全球跟踪卫星的导航信号，并将所得信息中继到MCS，其连续地处理该信息，并确定每个卫星在太空中的精确位置，且通过GPS地面天线更新卫星的导航电文。通过在阿森松岛、夸贾林环礁、迪戈加西亚环礁和开普敦，以及佛罗里达州卡纳维拉尔的专用GPS地面天线，或者通过USSF的卫星控制网络（SCN），MCS向GPS卫星发送更新的导航电文。这些地面天线还发送命令并接收卫星的健康状态信息。

每个监测站检查准确的高度、在轨卫星的位置、速度和整体健康状况。地面控制段使用台站收集的测量值，以预测每个卫星的轨道和时钟的行为。这些预测数据将被传输给卫星，并进行传输返回给用户。

控制段还确保GPS卫星轨道和时钟误差保持在可接受的范围内。它可以一次指令六颗卫星，并通过从全球监测站集合摄取所有38颗卫星的数据。随着卫星完成环绕地球飞行，每个监测站一次最多可跟踪12颗卫星。所监视到的变化方差，来源于月球和太阳的重力以及太阳的辐射压力，均被传递到MCS。

GPS卫星星座由工作人员一年365天、每天24小时加以管理，监测人员不少于10名，主要来自2 SOPS和19 SOPS。一个军官总是在指挥,包括一个团队的值班人员，负责接收测试请求或解决军事和民用用户问题。地面远程控制天线和监测站由MCS人员加以遥控。

备用GPS主控制站（AMCS），位于加利福尼亚州范登堡SFB，与MCS的功能一样，只是其使命是提供冗余备份。

4.GPS作战人员协作小组

这个全天候以用户为中心的中心支持各种军事、民用和商业用户及其应用。

5.第746试验中队（746 TS）

新墨西哥州霍洛曼空军基地。

指挥官：布莱恩·V·戴维斯中校。

这个国防部指定的牵头测试机构，负责测试和评估GPS用户设备（UE）和基于GPS的综合制导以及导航系统。通过阿卡中心惯性和GPS测试设施（CIGTF），746 TS能够进行惯性、GPS和混合GPS/惯性组件和系统测试。由此可知，CIGTF直接支持GPS采集程序，能力开发计划和异常解决方案。

 四、主要合作伙伴和贡献者

其他几个美国政府部门和组织在制定国家GPS政策方面同样发挥着重要作用。

1.交通部（DOT）

DOT是主要代表民用PNT。它协调、定义，并验证所有民用应用管理和现代化的各项要求。同时，DOT还在GPS开发、采购，与管理和运营中代表所有民政部门和机构。在整个过程中提供PNT系统分析和协调，确保安全和高效的架构部署。此外，DOT在许多方面担任主要联邦机构与国防部讨论所有GPS民用服务和信号，包括信号认证的实现能力。DOT也负责天基PNT服务民用性能监测和干扰检测工作。

DOT有多个不同的管理部门，是积极的GPS用户和GPS应用开发者，其中包括：

■ 联邦航空管理局（FAA），GPS广域增强系统（WAAS）监控，GPS信号和广播差分的完好性，以及生命安全应用修正

■ 联邦铁路管理局（FRA）

■ 联邦公路管理局（FHWA）

■ 海事管理局（MARAD）

■ DOT Volpe中心，该中心拥有一项主要研究和卓越发展中心。

此外，DOT还与国际合作伙伴通过分析和主题专家，对工作组和其他国内机构，以及国际论坛有所贡献，包括：

■ 国际民航组织导航系统小组（NSP）

■ RTCA特别委员会159个工作组

■ 欧洲民用航空设备组织（EUROCAE）

■ 美国/欧盟GPS/Galileo工作组

■全球导航卫星系统国际委员会

■ EXCOM下属的民用GPS服务接口委员会（CGSIC）

CGSIC由DOT牵头，和美国海岸警卫队担任作为副主席，具有广泛的参与和促进全球民用GPS用户与美国GPS当局的联系。来自CGSIC成员信息和会议，向美国GPS当局提供，最为GPS政策制定和GPS服务的思考。CGSIC的活动包括：

•与民用用户社区交换GPS信息。

•响应民用GPS用户的需求。

•将GPS集成到民用部门应用中。

■ 国家天基PNT系统工程论坛（NPEF）

NPEF由国防部和交通部共同主持，由来自跨部门的工程师和其他专家社区人员组成，并对于双方都感兴趣的技术问题的进行相关的评估，和提交GPS军事与民用用户建议，由EXCOM负责。该论坛的积极管理授权给FAA和SSC MilComm&PNT工程。

2.商务部（DOC）

■国家海洋和大气管理局（NOAA），提供GPS的连续运行参考站（CORS）网络，支持三维定位的数据，和美国各地在气象学、空间气候和地球物理方面的应用服务。

■国家电信与信息管理局（NTIA），授权和保护射频频谱，包括无线电导航和GPS使用的频带。

■ 美国国家标准与技术研究所（NIST），发布和推广网络安全框架，包括设计用于支撑使用GPS的关键基础设施的恢复获得PNT能力。

3.国土安全部

美国海岸警卫队GPS导航中心（NAVCEN）。

指挥官：斯科特·R·卡尔霍恩机长。

GPS导航中心：

■ 为GPS民用用户提供导航信息服务。

■与DOT合作协调和管理CGSIC。

■ 发布GPS数据文件（GPS历书信息和卫星维护消息），供全球定位系统的民用用户。

■ 管理GPS干扰和来自世界各地的报告。

4.美国国家航空航天管理局（NASA）

NASA赞助并担任天基PNT咨询委员会执行秘书。

主席：Thad Allen上将，前美国海岸警卫队指挥官。

PNT咨询部给EXCOM提供独立的咨询（来自于美国政府以外的成员），因为还有来自国际科学界的包括几个非美国的成员。PNT咨询委员会成员，由执委会成员部门提名，然后由执委会联席主席批准，由NASA管理者任命。咨询委员会专注于使得GPS和相关PNT系统和服务，变得更易于访问、更可靠和更健壮。它的口号是“保护，优化和增强（PTA）”GPS。

5.美国国务院（DOS）GPS国际工作小组（GIWG）

该工作组由监督事务司促进外联规划、协调和互动，以及美国广泛参与的多边和双边国际论坛，包括领导和积极参与联合国论坛，例如国际民用航空组织（ICAO）。

五、国会资金和监督

通过立法，美国国会资助GPS，完全由美国纳税人支持，基金没有其他来源。国会委员会提供了大力支持全球定位系统，并已就全球定位系统举行了一系列听证会。自2009年以来有：

■在美国参议院

•军事委员会

•外交关系委员会

•拨款委员会

•商业、科学和运输委员会

■在美国众议院

•军事委员会

•运输和基础设施委员会

•能源和商业委员会

•科学、空间和技术委员会

•监督和政府改革委员会

•小企业委员会。