英国要想在PNT的三个方面引领西方

2024年11月20日，英国科学大臣帕特里克·瓦兰斯勋爵（Lord Patrick Vallance）在皇家航海学会英国PNT领导力研讨会的开幕词中宣布了几项举措，他表示政府必须专注于“尽快为英国提供一个具有运营弹性的定位、导航和授时（PNT）系统”。其中包括将国家物理实验室的国家时间中心（NTC）项目的资金从3000万英镑（3800万美元）增加到6270万英镑（7900万美元），并计划到2027年1月让NTC和该国第一座新的eLoran塔达到初始运行能力（IOC）。明年之后的所有努力计划都必须“接受支出审查”。

尽管如此，研讨会与会者还是很高兴听到部长批准上届政府于 2023 年发布的 10 点 PNT 政策框架，并承诺通过实施的系统来实施该框架。英国国家 PNT 办公室负责人 Shabana Haque 博士也在研讨会上发表了讲话，并详细阐述了政府迄今为止的行动和未来的计划。她还讨论了开发量子技术的努力，以及如何将所有功能整合到一个连贯的架构中。

时钟

英国认识到时间和空间是 PNT 效用最基本的组成部分。其NTC研发项目由国家物理实验室（NPL）运行，自2019年以来一直在启动并运行。其主要目标是创建“......通过构建和链接在地理上分布在安全位置的新原子钟网络，建立有弹性的英国国家时间基础设施。

五年后，该计划即将结束。NTC计划下一阶段的计划正在制定中，其中包括开发国家授时基础设施和支持新的授时生态系统——其中包括双向卫星时间传输（TWSTT）、eLoran和该国传统的MSF无线电时间服务。该行业将在时间分配架构和提供增值服务方面发挥重要作用，同时访问高度弹性且经过充分验证的核心政府时间基础设施。

作为迄今为止NTC工作的结果，工业界和学术界现在可以从分散在英国各地的三个NPL节点访问可追溯的时间和频率信号。他们分别在苏格兰的斯特拉斯克莱德大学（University of Strathclyde）、中部地区的克兰菲尔德大学（University of Cranfield）和南部的萨里大学（University of Surrey）。

艾罗兰（eLoran）

eLoran 在英国的 PNT 计划中也占有重要地位。直到 2015 年底，英国将 Loran-C 作为北欧网络的一部分运营。在那的最后一年，英国东海岸部署了差分站，并授权了基于 eLoran 的海上作业。2015 年 1 月 1 日，尽管英国提出了相反的请求，但其他北欧国家终止了 Loran 广播，转而支持 Galileo。英国继续将其单个 eLoran 发射器作为国家时间信号运行。计划要求在未来两年内增加发射器，以实现 eLoran 在全国及其邻近水域的导航。

UrsaNav Loran 在 Nautel 设备上进行监测。（照片：RNT 基金会）

英国政府一直在与多个合作伙伴合作，以推进其对实施eLoran功能的理解和计划。Haque强调了与欧洲航天局NAVISP计划的合作，该计划促成了英国公司Roke为手持设备开发出一种eLoran天线。她还讨论了将NTC的时钟和光纤网络与eLoran信号集成以及开发GNSS/eLoran接收器。许多人对政府委托并从灯塔总局的研究与发展（GRAD）团队收到的“eLoran有效性报告”特别感兴趣。GRAD在该技术方面拥有丰富的经验，曾在英国东海岸操作和评估过差分eLoran系统。国防部于2024年9月发布了一份关于可部署eLoran功能的信息请求（RFI），这有助于表明英国对该技术的承诺。RFI表示，该文件是收购的前奏。

量子研究

英国已投资超过10亿英镑（13亿美元）用于量子研究，这有可能通过更好的计时以及惯性和重力传感为PNT做出贡献。量子研究计划的目标之一是开发“......新的导航和授时系统，在卫星系统被拒绝的情况下提供弹性并提高准确性。一个具体目标是到2030年在飞机上部署量子导航系统，包括时钟。该计划始于2014年，并在2024年随着全国五个量子中心的建立而显着增加。格拉斯哥大学的中心专注于用于国家安全和关键国家基础设施的弹性 PNT 系统。

策略和协调

Vallance 部长和Haque还讨论了两个重要的非技术主题。首先是英国的 PNT 办公室资金充足、人员配备充足且非常活跃。它是去年作为跨政府努力创建的，包括国防部的代表。除了推动该国的 PNT 工作外，该办公室还与许多其他政府合作，包括美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、欧洲、日本和韩国的政府。其次，虽然PNT计划对于国家的复原力和安全是必要的，但它们也将成为经济利益的来源。这不仅仅是使英国经济能够在本地和可能广泛的 GNSS 中断事件期间运作。随着该国开发技术堆栈以支持其自身的弹性 PNT 架构，以及支持和支持政策，弹性 PNT 设备和服务将对其他人有市场。既可以独立存在，又可以与GNSS合作的主权PNT能力对许多国家越来越有吸引力。能够从英国等受人尊敬和信任的盟友那里获得这种能力，可以使许多人更容易获得和实施这样的系统。英国科学部长还赞扬了 RIN 的工作和发布一系列工具，以帮助向社区以外的人解释 PNT 和复原力的必要性。这些工具还将帮助组织评估其对 GNSS 中断的准备情况。它们可从 RIN 的弹性 PNT 门户获得，它们是

· PNT 解释器，概述了过度依赖 GNSS 带来的风险，并提供指向其他信息资源的链接。

· 描述 PNT 中断的“准备、行动、恢复”框架的最佳实践“餐垫”。

· PNT 弹性检查表，供组织用于自我评估 GNSS 中断的风险。

RIN 建议 PNT 专家使用这些工具与客户、供应商和合作伙伴合作，并充当“指导之手”。RIN 将这些都视为 “第一阶段发布”。我们鼓励对这些工具提供反馈，并应将其发送给 rpnt@rin.org.uk。RIN 团队渴望了解哪些有效，哪些可以改进，并收到有关其他工作的建议。

     作为一个“学术团体”，RIN 对政府政策和方向具有重大影响。Vallance 勋爵对此表示认可，他说：“近年来，皇家研究所在强调 PNT 的机会和风险、提供专业知识以及与政府合作制定解决方案方面发挥了非常重要的作用。

RIN的主任John Pottle和RIN研究员Ramsey Faragher、Guy Buesnel和Andy Proctor都因其对该组织弹性PNT工作的贡献而在研讨会上受到表彰。

英国要想引领西方

虽然中国正处于建立与 eLoran 和太空信号集成的全国性时钟系统的最后阶段，韩国也紧随其后，但英国似乎是唯一一个正在建立连贯且有弹性的国家 PNT 系统架构的西方国家。一些国家拥有大量的光纤授时网络，欧洲似乎正在走向授时主干网，美国有三个eLoran发射机正在播出。然而，没有一家宣布英国已发布的综合计划类型。

当被问及此事时，一位英国 PNT 技术和政策专家认为，他的国家远远领先于欧洲和美国，因为“我们拥有自己的 GNSS 不受阻碍”。

他的想法是，GNSS 需要花费大量时间、精力和金钱。这些大型项目所需的财务和情感承诺使许多人难以掌握 GNSS 的局限性和脆弱性，以及实施互补系统的需求。他说，政府官员和 GNSS 行业游说者都可能倾向于抵制这种努力。

关于英国政府对 OneNav 的投资，他表示，英国仍有可能也寻求天基能力。在他看来，政府更有可能寻找商业订阅服务，而不是自行建立能力。“我们将在可以信任的情况下访问 GNSS，并且可能会为来自太空的其他信号付费，”他说。“但我们希望英国拥有主权能力，而有弹性的 PNT 的未来是陆地的。”