2024财年美国防预算继续推动提高GPS能力

五角大楼已要求在2024财年预算中拨款13亿美元，用于加强全球定位系统，准备发射新卫星，并转向新的控制系统。最大的变化将来自新的GPS IIIF卫星，还在今后的数年的时间内。

虽然美国两党一直在为美债债务危机争论不休，但是美国国防部（DOD）正在继续对GPS系统进行重大更新，要求在2024财年预算中拨款13亿美元用于GPSⅢ卫星支持，并继续升级GPSⅢ后续（GPSⅢF）增强型卫星系列和下一代运控系统。升级将包括更高的精度和更多的军事能力。GPSⅢ卫星，共有十颗卫星，其中六颗已经在轨道上，具有更强的抗干扰能力和更高的精度，以及利用其他民用GNSS信号的能力，如欧洲的伽利略。计划中的升级将为战区部队带来新的搜救功能和更强大的抗干扰能力。

GPS卫星制造商洛克希德·马丁公司负责太空任务战略和先进能力的副总裁埃里克·布朗说，尤其是有了增强的抗干扰能力，“这不是原来祖母级别的GPS”。2024财年13亿美元的请求意义重大，足以让国防部长劳埃德·J·奥斯汀三世将其纳入2024财年8420亿美元国防预算的重点内容。这笔资金仍需获得国会批准，将继续支持GPSⅢ卫星以及计划中的升级GPSⅢF。该计划在2022财年和2023财年的预算分别为20亿美元和17亿美元，其中包括22财年的三颗卫星和23财年的两颗卫星的资金。洛克希德·马丁公司已经完成了最初的GPSⅢ的10颗卫星合同，并根据合同继续提供多达22颗GPSⅢF卫星。第六颗GPSⅢ卫星，GPSⅢ太空飞行器06（GPSⅢ SV06）于今年1月发射，其余卫星正在储存库中，等待美国太空军征召它们发射。GPSⅢ卫星继续为军事和民用用户提供三维定位、导航和授时。它们与早期的GPS卫星向后兼容，但为民用用户添加了新的伽利略兼容信号和更强大的M码军用信号。

GPSIII卫星图形

未来能力。洛克希德·马丁公司表示，除了与欧洲伽利略星座兼容的新型L1C民用信号外，GPSⅢ卫星的精度提高了三倍，抗干扰能力提高了八倍，模块化设计使未来能够增加新技术和能力。由于增强了原子钟，GPSⅢ信号以更高的精度进行广播。GPSⅢF将增加更多的功能，从GPSⅢF SV11可能在2026年末发射首星。它将包括：区域军事保护（RMP）能力，可将战区的抗干扰能力提高60倍，以确保美国和盟军在敌对环境中不会被拒阻进入；还有一种提高精度的激光后向反射器阵列、一种新型搜救有效载荷、全数字导航有效载荷新型LM2100战斗巴士（总线）是一种增强型卫星，可提供更大的弹性和网络强化，并改进航天器的动力、推进和电子设备。洛克希德·马丁公司的作战巴士将从GSPⅢF SV13开始提供，但它已经作为天基红外系统地球同步轨道5号卫星（SBIRS GEO-5）的一部分进入太空，该卫星经过五年的建设于2021年5月发射。SBIRS GEO-5是太空军头顶持续红外导弹预警星座的一部分，该星座探测导弹发射，支持弹道导弹防御并收集信号情报。

运控系统（OCX）和军用GPS用户设备（MGUE）。MGUE允许用户访问M码信号，为地面、飞机、船舶和武器系统的作战人员提供安全准确的PNT能力，从而能够在竞争最激烈的环境中继续作战。2024财年预算为MGUE增量1的测试和领导平台集成、解决其即将过时的设计活动以及MGUE增量2的开发提供资金。2024财年预算的资金申请还支持从当前的作战控制系统向GPS下一代作战控制系统（OCX）的持续转变，该系统将为GPS星座（包括GPSⅢ和所有遗留卫星）提供指挥、控制和任务支持。雷神情报与太空公司是MGUE和OCX的主要承包商，十多年前获得了原始OCX合同，并于2021年夏天获得了新的OCX 3F合同。该公司表示，OCX已经执行了美国国防部100%的信息安全标准，这使其拥有“国防部地面系统中最高级别的网络安全保护。网络安全系统将提高准确性，具有更好的国际可用性，并在全球部署具有抗干扰能力的现代化接收器”。OCX还有另一个好处：它可以支持的卫星数量是传统版本的两倍多，据雷神公司称，这意味着“这些额外的卫星将增加城市峡谷和山区等难以到达地区的覆盖范围”。OCX程序分为几个块：模块（Block）0、1和2。Block 0于2017年交付，一年后使用OCX发射和校验系统（LCS）支持了第一颗GPSⅢ卫星的发射。从那时起，LCS又被用于发射三颗GPS卫星。

第一颗GPS III卫星在发射前封装

模块1将提供完整的作战能力，包括对遗留卫星的控制，模块2将与模块1同时交付，将增加对新的L1C民用信号以及更新的M码信号的作战控制。除此之外还有OCX Block 3F，它将升级系统以与GPSⅢF卫星和MGUE增量2同步。根据空军预算文件，“OCX Block 3F的工作将开发发射、指挥、控制和监测GPSⅢF航天器所需的解决方案，包括预先收集和集成RMP高功率区域军事代码（M代码）信号、快速作战人员效果，以及支持GPSⅢF辅助有效载荷（包括搜救（SAR）、核爆炸（NUDET）探测系统（NDS））。”

RMP和SAR。RMP高功率M码信号将使战区的抗干扰能力提高60倍。洛克希德·马丁公司负责导航系统的副总裁安德烈·特罗特说：“这是一个碟形天线，因此我们确实有能力将信号发射或聚焦到责任区或感兴趣的区域”。这种聚焦的波束将带来更高的增益效果。布朗说：“这是一套能够在这种竞争激烈、充满挑战的环境中运作的能力，而这在五年前是我们在星座中无法做到的”。“安德烈的团队一直在推动这套新的能力，以应对GPS今天面临的挑战”。这一能力将与GPSⅢF SV11一起上线，用于协助搜救行动的新有效载荷也将上线。特罗特说：“搜救有效载荷实际上是我们的第一个国际有效载荷，这是我们与加拿大政府和美国国家海洋和大气管理局合作的”。合成孔径雷达（SAR）有效载荷将接入搜救卫星的Cospas Sarsat系统，对紧急转发器进行地理定位，并提供坐标，以快速协助遇险用户。特罗特说：“如果你被困在太平洋或墨西哥湾等地的某个地方，我们有能力接收信号并通过适当的渠道传递”。“这种能力本身将从SV11开始，因此这将是GPSⅢF中的第一辆车。特罗特说：“这是与NOAA和加拿大政府的完美合作……将其添加到我们的平台中”。“因此，从定位的角度，从可用性的角度来看，这绝对是一次升级，我们这样做很有意义”。

增加了灵活性。一旦LM2100战斗巴士与GPS ⅢF SV 13一起上线，额外的能力将随之而来。该公司官员表示，这将为GPS星座增加更大的灵活性。布朗说：“我们有能力在集成周期的后期以更低的成本集成有效载荷”。“无论是环境变化还是威胁变化，或者我们必须改变卫星的能力，我们都有能力在晚些时候这样做……”。特罗特说，LM2100战斗巴士带来了“SWaP、尺寸、重量和功率的巨大增加，这是可以容纳的。因此，我们能够看到各种额外的辅助有效载荷，这些载荷肯定会引起客户群体的极大兴趣”。“这为GPS真正成为一个多任务平台提供了机会，而不是我们历史上的一些限制”。布朗说，这可能包括与PNT相关的演示有效载荷，或者“我们过去公开谈论过的一个有效载荷，即为GPSⅢF飞行器配备交叉连接，使GPS能够有效地发挥地理数据传输网络的作用”。基于LM2100作战总线的卫星还可以承载增强系统端口接口（ASPIN），允许卫星在轨道上进行服务和升级。布朗说：“ASPIN是洛克希德·马丁公司开发的前端对接适配器，使我们能够在稍后的过程中集成辅助有效载荷，甚至在运载工具进入轨道后也可以集成”。“我们认识到，需求在太空飞行器的生命周期中会发生变化，而且……在一段时间内非常需要适应。ASPIN提供了这一机会。因此，我们正在与太空军和其他人密切合作，将ASPIN扩展到多个平台”。特罗特说：“你可能会想到的一个类似物是在空中领域”。“每架C-130、每架F-35都有机会在机上装载不同的任务包。根据任务的实际需求，你可以提供不同的传感器、武器等能力。我们试图做的是将同样的心态带入太空领域，在那里你的能力不局限于发射时的能力，而是将有效载荷转移到轨道上，然后能够同时装备其他载荷”。

GPS III系列中的第五颗卫星。洛克希德·马丁公司已经完成了10颗GPSIII卫星的建造；四颗正在等待发射。

管理者。布朗说，洛克希德·马丁公司的团队是这项技术的管理者，这是一项重要的责任。“我们永远不应该对今天的成就感到满意，”他说，“但我们真的很期待如何继续改进GPS系统，以便随着时间的推移，我们能够改善所有这些东西，经济，人们的运输方式，当然还有我们所拥有的军事优势”。