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什么是卫星导航真正软肋?主要表现在哪些方面?

2019-07-24 15:34 编辑:采集侠

坚强PNT(Resilient PNT,RPNT),近年来逐步为大家所熟悉。为什么提出坚强PNT的概念?因为GPS存在明显的软肋,这就是脆弱性。应对脆弱性,应该让其坚强起来,就提出了Resilient PNT(通常翻译为弹性PNT,应该说是翻译成坚强PNT更为确切)。GPS脆弱性软肋早已经提出来,为什么这些年来坚强PNT才时兴起来?这可能是与2011年以来伊朗多次劫持美国军用无人机有关,如果只是一次,有其偶然性,而反复出现多次劫持,证明美国在军用导航接收机上的SA/AS技术存在重大缺陷,或者已经被破解,GPS的脆弱性暴露无遗。因而出现有一名GPS董事局的头,慌不择言地说,以后打仗GPS指望不上了,必须用微惯导PNT,引起了美国GPS界一阵子骚动。再有就是美国联邦通信委员会(FCC)批准的宽带因特网频率比邻GPS工作频率,形成的邻带干扰之争,经过若干年测试,至今没有定论。美国天基PNT咨询委员会还提出了“保护、修炼、增强”三大策略,以期确保GPS应用服务的可用性和可靠性。同时在美国开展GPS在基础设施领域应用的测试工作。凡此种种,最终推出了坚强PNT的概念,想方设法提高抗干扰、防冲击、反欺骗能力。

什么是卫星导航真正软肋?主要表现在哪些方面?

  图34. GNSS典型的脆弱性问题

  PNT能力的空白。要提高GNSS服务的鲁棒性和可靠性,实现坚强PNT,主要困难来自于六个方面:

1)异常的日地物理环境,太阳黑子活动和耀斑爆发,以及地磁骚扰,都会影响到空间电离层,形成电离层暴和电离层骚扰等扰动,其效应会影响卫星导航信号的接收,甚至中断信号接收。

2)严酷的城市峡谷物理环境,高楼林立造成对于卫星信号的遮挡和直接屏蔽,所以建筑物的物理阻断,使得相当大的室外区域,和建筑物室内无法接收微弱的卫星信号,还造成信号的多径效应,影响定位精度。

3)复杂的电磁干扰环境,构成多种多样的自然和人为、故意和无意干扰,造成卫星信号的接收障碍,以及电子欺骗等手段,已经成为卫星导航可靠性保障的突出难题。

4)不精准和失去时效的地图,会误导用户,或者无法引导车辆等载体到达预先所确定的目的地。

5)得不到完好性的确保,在高精度关键任务应用中,可能导致发生灾难性事故,目前这方面问题还没有根本性解决。

6)出现错误信息必须及时发出指示,这种指示确保安全的重要举措,可是现在还无法满足这种要求。

实现坚强PNT的种种办法。实现坚强PNT的问题应该从三个方面着手:一是从卫星导航系统设计着手,二是要加强对卫星信号及其干扰源的监测和跟踪,三是应该充分利用多样化的系统互补融合,真正做到任何时候、任何地方实现全空间、全天候的定位、导航和授时。

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