GPS III/IIIF的最新消息

2024年4月23日的《GNSS内参》报道，带来了美国GPSIII/IIIF的最新消息。在今年的国际航天界的杰出聚会--太空研讨会上，《 GNSS内参》有机会与洛克希德·马丁航天公司导航系统副总裁Malik Musawwir坐下来交流。

在这次独家采访中，Musawwir透露了有关该公司全球定位系统（GPS）III卫星项目的最新更新情况，包括从GPS III到GPS IIIF的演变、抗干扰技术的进步、加强军事导航和安全的额外能力，以及急救人员搜索和救援（SAR）能力。

在科罗拉多州利特尔顿洛克希德·马丁公司的洁净室中看到的第五颗GPS III卫星。图片来源：洛克希德·马丁公司

一、世界各地的简报...

自 1970 年代发射第一颗 GPS 卫星以来，太空景观发生了重大变化。它已经演变成一个竞争日益激烈的领域，出现了各种各样的新威胁，从争夺优势的竞争对手到空间混乱，再到信号欺骗和干扰。为了在瞬息万变的太空环境中领先一步，GPS自诞生以来经历了显著的发展，每一次迭代都代表着技术和能力的重大进步。

过去的GPS卫星包括Block IIA（第二代，“高级”）、Block IIR（“更新”）、Block IIR-M（“现代化”）和Block IIF（“后续”）。随着每一次迭代，GPS系统变得更加强大、可靠，能够支持各个领域的无数应用。

洛克希德·马丁公司的GPS III和GPS IIIF（“后续”）卫星项目标志着该系统的第三次实例化。在已经在轨道上的31颗GPS卫星中，有6颗是洛克希德公司的Block III。该公司目前正在签订合同，建造多达20颗下一代GPS III / IIIF卫星，并提供额外的合同选项来建造多达32个太空飞行器。

洛克希德·马丁公司在科罗拉多州的一个大型设施中建造了GPS III和IIIF卫星，能够同时处理多个航天器。图片来源：洛克希德·马丁公司

二、下一代 GPS 准备就绪

作为对美国太空部队升级现有GPS卫星阵列倡议的回应，GPS III进程始于授予10颗卫星的合同，随后计划再增加22颗GPS IIIF卫星。根据Musawwir的说法，洛克希德公司已经完成了剩余的4颗GPS III卫星（#s 7-10），这些卫星“一旦有能力，就随时准备让太空部队发射”。11号航天器（SV11）标志着GPS IIIF系列的开始，编号为11至32的卫星构成了GPS计划的下一阶段。洛克希德·马丁公司已经开始制造其IIIF卫星，第11至20颗卫星正在生产中。这些卫星的组装、测试和发射（ATLO）在洛克希德·马丁公司位于科罗拉多州沃特顿的最先进的40,000平方英尺的GPS处理设施中进行。集成在这些GPS卫星的开发中起着至关重要的作用。洛克希德·马丁公司精心组装所有复杂的系统和组件，以形成功能齐全的卫星。在此之后，严格的测试确保了每颗卫星在发射前的可靠性和功能性。

鉴于ATLO的“单线流”性质，Musawwir估计2026年将完成第一艘GPS IIIF航天器。这将标志着GPS系统不断发展的又一个重要里程碑，因为这些卫星代表了GPS技术的巅峰之作，具有增强的性能，可以满足全球用户不断变化的需求。该模块包含尖端技术和增强功能。在这些新功能中，抗干扰 （A-J） 功能尤为突出。

洛克希德·马丁公司位于科罗拉多州的工厂对GPS III和IIIF卫星进行了全套测试，包括太阳能电池阵列部署测试，如图所示。图片来源：洛克希德·马丁公司

三、RMP（区域军事保护）的提升

新的GPS III卫星的抗干扰能力已经比GPS星座中的其他卫星高出8倍以上。Musawwir强调了集成到GPS IIIF卫星中的更强大的A-J功能，称为区域军事保护（RMP）。使用RMP功能，卫星可以在更高功率的模式下运行，这使它们能够有效地克服或克服干扰威胁。RMP可以在战区提供高达60倍的抗干扰能力，以确保美国和盟军在敌对环境中不会被拒绝访问GPS。这是通过改进射频 （RF） 物理来实现的，通过将卫星的波束聚焦到直径小至 12 公里的区域内。GPS IIIF任务更进一步星载技术结合了操作行为，旨在在某些频段内提供额外的功率，以应对干扰威胁。“这一切都与功率分配有关，”

Musawwir 解释道。“我们正在将 RMP 提升到一个新的水平。”

四、搜救功能

除了A-J之外，Musawwir还讨论了GPS IIIF卫星中的各种更新和增强功能。一个值得注意的附加功能是SAR功能，使卫星能够拦截求救信号并将其中继回地球。它的天线促进了全球通信，确保了全球范围内的持续访问，并在中地球轨道（MEO）中的存在不断增加，以补充GPS任务。这可以帮助急救人员在紧急情况下定位和营救个人。此功能在主要使用海事环境中尤为重要。这一功能已经在地球静止业务环境卫星 - R 系列 （GOES-R） 上被证明有助于挽救生命，在短短一年内，NOAA 卫星 SAR 信标总共救出了 400 多条生命。

五、还有更多

除了RMP和SAR之外，GPS III和IIIF卫星还具有加密的M码功能，确保安全可靠地访问GPS信号，特别是在国防和安全部门。目前，有25个卫星配备了M-Code。这意味着即使在有争议的环境中，用户也可以可靠地访问 GPS 信号。一旦全面部署，GPS III/IIIF将确保重要能力在整个星座范围内实现。GPS III/IIIF项目的另一个重要方面是，它包括通过核爆炸探测系统（NDS）对国家安全的贡献。该系统增强了探测核辐射的能力，并精确定位了中地球轨道（MEO）以下核爆炸的位置。这可以为核监测和核反应工作提供宝贵的支持。

六、太空远未穷尽

洛克希德·马丁公司的GPS III / IIIF卫星项目代表了导航和安全技术的重大进步。凭借增强的 A-J 功能、SAR 功能、加密的 M 代码和 NDS 集成，这些卫星随时准备重新定义全球定位系统的标准，为军事行动、应急响应工作和国家安全计划提供关键支持。展望未来，Musawwir对GPS计划的持续发展表示了热情。“我们很高兴发射这些下一代卫星来支持国防部，”他说。“GPS III以及随后的IIIF任务将使作战人员能够执行任务......并平安回家。