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創(chuàng)新體系
技術(shù)創(chuàng)新與經(jīng)營管理并重
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與平臺建設(shè)雙驅(qū)

彈性定位、導航和授時RPNT

發(fā)布時間:2023-05-25 瀏覽量:

彈性PNT(Resilient PNT,RPNT)是PNT技術(shù)與非傳統(tǒng)和新興技術(shù)的融合,旨在改善空中、陸地和海上關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的可靠性、性能和安全性。在即使數(shù)據(jù)精度、可用性和穩(wěn)定性方面出現(xiàn)最小差異就可能導致任務(wù)失敗、生命損失或戰(zhàn)場劣勢,以及重大經(jīng)濟損失的情況下,彈性PNT解決方案就派上用場了。



基于彈性PNT(RPNT)概念,美國Orolia公司基于“下一代銥星”(the IridiumNext)衛(wèi)星星座提供“替代導航”(或稱AltNav)服務(wù),該星座高達66顆的衛(wèi)星分布在約800km的低地球軌道(LEO)。相比分布在約20000km中地球軌道(MEO)的GPS星座,其AltNav產(chǎn)生的信號比GPS強1000倍,能夠“深入室內(nèi)”穿透,而且高度抗干擾和欺騙,并能精確到30~50米。AltNav服務(wù)基于該公司與Satelles合作在銥星星座上提供星基時間和位置服務(wù)的信號技術(shù)——STL(Satellite Time + Location),使用了重新設(shè)計的大功率尋呼信道,該技術(shù)與GNSS的簡要對比見下表。


性能GNSS (GPS 等)STL
授時精度~20ns~200ns
定位精度~3m~30~50m
抗干擾低信號強度,易干擾30~40db 信號,難以被干擾
抗欺騙僅軍事用戶有加密信號全部用戶均可加密信號
覆蓋范圍全球精度,向兩極衰誠全球覆蓋,向兩極增強
室內(nèi)運行非常有限廣泛可用


由于戰(zhàn)略原因,STL只能在一些特定的國家商用,盡管技術(shù)層面上是全球性的。此外,作為一種相對較新的信號,STL接收機還不如GNSS接收機容易獲得。目前,STL接收機只有模塊級的形式,但是STL的信號處理要求即使不簡單也與GNSS相似,因此人們期望STL接收最終將集成在許多低成本、低功耗、單片GNSS接收機里。



該公司基于PNT提供的解決方案包括:GPS和GNSS技術(shù)涵蓋了所有基于衛(wèi)星的時間和定位信號,包括加密的軍用SAASM和M代碼接收機、GPS、Galileo、GLONASS、IRNSS和QZSS。內(nèi)部時間和頻率設(shè)備制造,包括緊湊型的銣標準和符合太空的氫原子鐘標準。高功率、基于衛(wèi)星的技術(shù)——STL(衛(wèi)星時間和位置)可以穿透建筑物、障礙物并具有抗干擾能力,可以用作補充GPS和其他GNSS衛(wèi)星信號的可靠機會信號。上述使每個應(yīng)用更加準確、安全并且不易受到干擾和攻擊。BroadShield干擾和欺騙檢測系統(tǒng)使用超過75種經(jīng)過驗證的檢測算法來檢測GPS信號和GPS頻譜中的干擾和欺騙。備用PNT信號和機會信號(Signals of Opportunity)接收器利用eLORAN等可用信號來增加維護準確PNT信息的可能性。漏洞測試系統(tǒng)可以評估依賴于GNSS信號系統(tǒng)的干擾和欺騙的影響。集成了各種慣性傳感器,包括基于MEMS和FOG的傳感器,這些傳感器在沒有GPS參考的情況下為位置和導航系統(tǒng)的提供了一定水平的獨立性能。強化產(chǎn)品可以擴展到惡劣的戰(zhàn)術(shù)操作環(huán)境中,并可抵抗網(wǎng)絡(luò)攻擊。更智能地使用整個PNT生態(tài)系統(tǒng),包括功能豐富的GPS接收硬件和智能軟件技術(shù),以及來自多個星座、多頻信號和增強系統(tǒng)的接收。2018年4月,Orolia公司旗下子公司McMurdo Inc.獲得了美國陸軍價值33986800美元的無限期交付/不確定數(shù)量(ID/IQ)合同,用于制造個人救援設(shè)備(Personnel Recovery Device,PRD)。該PRD是一種雙模式MIL-SPEC個人定位信標,它將被集成到陸軍的個人救援支持系統(tǒng)(Personnel Recovery Support System,PRSS)中。PRD易于在人員救援行動中使用,基于Orolia全新的、堅固的小型PNT平臺,專用于徒步士兵可靠PNT應(yīng)用。


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