像新鲜空气一样宝贵——浅析美国国家定位导航授时(PNT)体系结构

为解决目前导航手段众多但缺乏一体化定位导航授时（PNT）体系结构指导的问题，美国国防部和运输部于2006年联合发起了一项国家PNT体系结构研究。在30多个军民商用户部门和政府机构的大力支撑下，2008年9月，美国国家安全航天办公室发布了《国家定位导航授时（PNT）体系结构研究最终报告》。该项目研究的目的是“制定一个全面的国家层面的PNT体系结构，到2025年左右提供更有效和更高效的PNT能力，并为现存的各种PNT系统和服务探索一条渐进的发展道路”。

国家综合PNT体系中的罗兰C导航系统

根据国际、国内构建国家综合定位、导航和授时(PNT)体系和国外增强罗兰(Enhanced Loran-C navigation system,eLORAN)技术及其应用进展情况,分析讨论罗兰C导航系统(远程、低频、脉冲相位距离双曲线导航系统)的eLORAN现代化进程,探讨采用分布式局域eLORAN监测差分站技术,获取并发送实时发播时间改正、系统信号完整性以及地波二次相位因子(ASF)改正等相关信息到用户终端,提升罗兰C导航系统的PNT精度及其服务品质。此外,特别提出研制用户终端的小型化、模块化、智能化、芯片化工作,对拓展国产罗兰C系统应用和建设国家综合PNT体系的重要性。

商业低轨通信星座纳入国家综合PNT体系的可行性分析

为促进低轨星座纳入国家综合定位导航授时(PNT)体系,基于近年来国内外低轨通信星座的建设发展态势与提供PNT服务的相关研究,探寻将低轨星座纳入国家综合PNT体系的可行性。低轨星座在信号强度、对地运动速度、鲁棒性等方面的优势,有助于解决传统天基信息源(如全球卫星导航系统(GNSS))的脆弱性,使得其越来越受到导航领域的青睐。相关研究表明,低轨星座可以辅助增强GNSS的导航性能,也能独立提供性能可观的PNT服务。基于以上分析,提出了国家综合PNT体系下低轨星座的系统组成与服务架构,对关键技术问题进行分析并提出了解决方案。

综合时空体系网络管理系统内涵及框架分析

针对综合时空体系成为中国面向2035年在定位、导航、授时领域奋斗目标的要求,分析了国际上相对应的定位导航授时(positioning navigation timing,PNT)体系以及已取得部分成果,认为要实现高质量服务的系统,除了已强调的信号融合和终端集成等工作之外,还需要加强从信号源到终端用户网络的管理,建设网络管理系统。提出了综合时空体系网络管理系统是实现可信可靠安全服务的核心内容,建立了由7个单元组成的网管框架,论述了各单元任务功能。通过网络管理系统,将建立信号-网管-终端的完整链条,奠定综合时空体系核心技术基础,推动定位、导航、授时服务的泛在智能规模化发展。