美国交通官员正在寻找GPS的替代技术
2020-05-26
16:07:55
来源: Sophie
来源：内容来自公众号「IEEE电气电子工程师」，作者：Michelle
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谢谢。
Photo: Hellen Systems
Just In Case:
This e-Loran transmitter system owned by Hellen Systems can fit inside a shipping container for easy transport. It's shown here connected to a U.S. Coast Guard antenna in Wildwood, N.J.
美国全球定位系统卫星群为导航应用程序、银行、电网以及其他商业和政府基础设施提供关键数据。但在过去的十年里，它一直在没有安全网的情况下运作，没有备用系统。现在，两个美国联邦机构想要改变这种状况，他们可以在9月份之前选择一个或多个替代方案。
下个月，美国交通部（DOT）将向National Executive Committee for Space-Based Positioning, Navigation, and Timing (PNT)提交最近一次潜在GPS备份技术演示的结果。该委员会由美国交通和国防部副部长共同领导，预计将在8月某个时候利用调查结果宣布下一步行动。这些步骤可能包括选择一项或多项技术，并向公司发出开发这些技术的提案请求。
11名候选公司参加了为期两周的3月中旬的演示，演示了如果GPS因干扰、欺骗或其他问题而失灵，他们各自的PNT系统将如何工作。这些公司测试了空间和地面系统，包括风险投资支持的初创企业和行业老手，共获得约250万美元的奖金，为演示做准备。
试验分为位于弗吉尼亚州汉普顿的美国宇航局Langley研究中心和由交通部和马萨诸塞州Buzzards湾科德角联合基地的John A. Volpe国家运输系统中心运营的155英亩试验场。由于COVID-19的原因，当各州开始发布就地避难命令时，测试部分已经完成；然而，3月20日的VIP日本应结束在科德角联合基地的演示，但由于疫情的爆发而取消。美国运输部没有回应记者的置评请求，但也没有表示，其决定的时间表将受到正在进行的遏制这一流行病的努力的影响。
全球定位系统的故障保护已经有很长一段时间了。之前的备份是建立在Loran-C无线电导航系统上的，该系统自二战以来一直以某种形式使用，但它被确定过时了，并在2010年被拆除。四年后，立法者和联邦机构开始调查一种新的替代方案。尽管国会在2017年和2018年通过了法律，资金短缺等问题迫使问题一直没能解决，以至于直到去年，新任命的交通部研究和技术助理部长才又快速跟进了测试内容。
参加演示的公司必须展示能够提供计时或定位数据或两者兼备的系统，并且独立于任何其他全球导航卫星系统（GNSS）的GPS或广播信号运行。在NASA的技术准备水平系统上，演示系统必须在TRL 6或更高的级别上运行，该系统以1到9的比例测量特定技术的成熟度。
来自马萨诸塞州北比勒里卡的UrsaNav是演示开发增强型远程导航（e-Loran）的众多公司之一，据研究人员称，e-Loran比它取代的基于模拟技术的老式Loran-C具有更好的接收机设计和传输性能。在这两种方案中，地面站都会发射低频无线电波，接收器可以利用这些无线电波进行三角定位。新版本具有附加脉冲，可以传输辅助数据。“政府研究和学术界都认为这是最好的选择，”UrsaNav的联合创始人兼首席执行官Chuck Schue说，他从70年代就开始从事这一行业，并在世界各地建立了这样的系统。
如果作为全球定位系统备份供应商，弗吉尼亚州米德尔堡的Hellen Systems公司打算作为一个系统集成商。该公司将利用生产固态发射机的大陆电子公司（Continental Electronics Corp.）和生产先进定时和频率产品以及接收机和参考系统等的Microsemi公司的现有技术，创建一个e-Loran系统。“它是即插即用的，产品可以在市场上买到，而且对用户来说采用它很便宜，”Hellen的联合创始人兼合伙人Trowbridge“Bridge”Littleton说。
Echo Ridge的GPS替代方案由一个无线增强定位系统组成，该系统使用24颗近地轨道卫星的现有Globalstar网络的信号，并结合自己的专有软件和最终用户设备。弗吉尼亚州Sterling公司总裁Joe Kennedy说：“我们接收到他们用于通信的信号，不做任何修改，并对其进行测量，以确定位置和导航。”
由风险投资支持的荷兰公司OPNT是唯一一家提供基于时间的备份的最终入围者，它使用多个国家定时源而不是卫星网络来三角定位。该服务基于欧洲核子研究组织（European Organization for Nuclear Research，CERN）开发的Rabbit协议连接到现有光纤网络。OPNT已经在美国和荷兰推出了beta版的服务。首席执行官Monty Johnson表示：“我们可以在拿到投资者资金或客户签约的情况下尽快完成部署。”
其他入围者还包括
NextNav、PhasorLab、Satelles、Serco、Seven Solutions Sociedad Limitada、Skyhood Holdings和TRX Systems
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