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美国的GPS之父布拉德·帕金森博士，又有新动作了。又在从战略层面，给领导者们提出重大建议了。其建议有很大的参考价值，对于北斗，特别是下一代北斗发展极具指导性意义。帕金森博士在IEEE/ION PLANS 2025 主题演讲登台时，他的权威是显而易见的。他不是在场外对 PNT 的弹性进行理论化讨论，而是建立了支撑这一切的原始系统。他的 PNT “保护、优化、增强”（PTA） 框架反映了数十年来从技术胜利和来之不易的政策斗争中吸取的经验教训。正如他指出的那样：“仅仅识别漏洞是不够的。我们必须设计分层的应对措施。这就是确保PNT的本质”。

国家权力的基础

美国严重依赖 GPS 和更广泛的定位、导航和授时 （PNT） 服务。独立研究显示，其每天的经济贡献约为 10 亿美元，这一惊人的数字说明了 GPS 在日常商业和国家基础设施中的根深蒂固。从航空、海上导航和农业到金融交易、能源分配和电信，美国经济依靠 GPS 的稳定性在运行。这种压倒性的依赖意味着 GPS 不仅仅是一种便利，它还是国家权力的主要基础。仅这一事实就证实并加强了明确界定的确保PNT国家行动目标的必要性。正如帕金森博士提醒的那样，美国不能让这样的基础设施受到破坏。保证，或者说是确保 PNT 需求是自始至终的存在——不再是可选的。这是国家的当务之急。

定义有保证的PNT：五类应用

几十年来，“有保证的 PNT”或者说是“确保PNT”一词一直在营销手册、政府战略文件和国防承包商的宣传之间流传，但通常几乎没有共同的定义。帕金森最重要的贡献可能是确定它——定义“有保证”在作术语中的实际含义。他的建议是建立五个可衡量的应用类别。每个类别都意味着不同的保证级别，每个级别都针对特定领域的独特需求量身定制：

（1） C 类：普通。 原始 GPS 水平精度必须优于 10 至 20 米（95% 水平）。二维通常满足这些要求。此类别涵盖偶尔的中断可能更容易容忍的消费类应用。示例包括智能手机、健身追踪器和车辆信息娱乐系统。

（2） B 类：基本操作用途。此类别涵盖航空和精密运输应用，其支持 WAAS 的精度优于 2.5 米（95%水平）。完好性要求极高，连续性至关重要。

（3） A 类：高级定位和机器控制。这些用户具有最高的动态精度要求，要求精度优于10厘米。他们依赖于附近差分站的实时运动学技术 （RTK）。用户需要高可靠性，包括重型建筑设备控制、精准农业、集装箱船卸货和地理信息系统等行业。

（4） S 类：测量和科学。这些是静态 PNT 类别，利用时间平均在三维上实现低至亚毫米的精度。这一类别包括土地测量，这是第一个用户组，早在 GPS 宣布投入使用之前。主要用途是准确测量构造板块移动和估计导致地震的积聚张力。

（5）T 类：仅授时。参考国际时间标准或用户的当地时基，准确度从微秒到纳秒不等，通常使用 GPS“受纪律约束”的原子钟完成。这些用户需要极高的弹性才能在有争议的环境中进行作。所有系统都必须能够承受故意干扰、欺骗和拒阻。

通过这五个类别来构建保证PNT整体架构，系统提供商可以衡量特定的性能绩效水平，防止“确保”成为一个模糊的营销口号。

威胁环境：干扰和欺骗

GPS 的设计——低功耗、开放、连续——使其具有普遍价值，但又非常脆弱。干扰设备在网上售价不到 50 美元，可能会扰乱跨城市街区的 GPS 接收。欺骗攻击曾经是理论上的，现在已经在海上环境甚至针对无人机应用进行了证明。“当人们告诉我 GPS 太弱时，我会告诉他们：它是这样设计的，”帕金森指出。“脆弱性不是缺陷——它是其实是普遍性的副产品。”对有保证的 PNT 最重要的威胁仍然是干扰和欺骗。如果没有有效的防御措施，GPS 用户仍然会受到故意干扰和敌意欺骗。

PTA 战略：保护、优化、增强

（1）保护信号。帕金森一直呼吁发展快速干扰器检测和消除能力。分布在地面监测节点上的到达时差 （TDOA） 定位技术可以精确定位干扰器到数十米以内。这种监控可以纳入每个手机信号塔，并将结果反馈给监控民用 GPS 的海岸警卫队中心。他坚持认为，缺少的不是技术，而是权威和协调。

（2）优化 GPS。如果说保护是关于外部执行的，那么优化就是关于内部的复原力。帕金森指出定向天线是主要防御措施，并指出即使是相对较小的阵列也可以拒绝来自非卫星方向的干扰信号。这种干扰信号通常会衰减 10,000 倍或更多。同样紧迫的是监管改革。几十年来，受控接收方向图天线（CRPA）——最有效的抗干扰技术——受到《国际武器贸易条例》（ITAR）的限制，与导弹和爆炸物一起被归类为弹药。如今，CRPA 将根据商务部的出口管理条例 （EAR） 重新分类，允许民用采用和联合部署，同时仍保护敏感设计。在被“戴上手铐”数十年后，美国终于准备加速全球采用强大的 GPS 接收器。40 多年前，在领导最初的 GPS 开发时，帕金森和他的团队展示了一种高抗干扰接收器，它可以在 10 千瓦的干扰器场上空飞行，而不会中断 GPS。

“在高干扰环境中，这是一个挽救生命的裕度，”他说。这些步骤还将有助于阻止欺骗和干扰：

• CRPA： 随着监管障碍的放松，CRPA 可以将干扰器的有效性降低 100,000 倍或更多。

• GPS L5 激活： 提供 >96% 的干扰器减少。

• 惯性积分：MEMS 和先进单元可桥接中断，确保故障模式的多样性。

•认证：民用 GPS 必须添加身份验证，以降低欺骗风险并增强完整性。

（3）增强 GPS。帕金森承认增强背后的势头，但警告不要将其视为 GNSS 的替代品，它们是：

• 其他民用信号（具有保证完整性的伽利略）、LEO 卫星、eLoran、光纤授时和蜂窝网络。

• 有价值，但对于 A、B 和 S 类来说是不够的。

• 必须经过准确性、可负担性、可用性、维度、完好性、连续性、韧性 （AAADICT） 测试。

传感器融合：故障模式的多样性

帕金森博士的保证框架并不是铁板一块的。它是多元化的，强调传感器融合——有意集成以不同方式进入的技术。

在航空领域，一个很好的例子是将通用 GPS 与 L5、惯性和定向天线融合在一起。在金融领域，这可能意味着将 GPS 授时与铷振荡器和光纤同步配对。在防御中，这可能意味着将 M 代码与 LEO 信号、惯性和视觉里程计融合。

原理简单但强大：故障模式的多样性。如果 GPS 和伽利略扰，惯性允许在停电中“飞轮”。如果 eLoran 不太准确，那么干扰它就困难得多。如果光纤定时可以检查欺骗性的卫星时间，完好性就会提高。

原型存在。障碍不在于想法，而在于部署——受到认证瓶颈、分散治理和不一致资金的阻碍。“我们并不缺乏想法，”帕金森说。“我们缺乏执行力。”

领导力的必要条件

帕金森传达的信息很明确：有保证的 PNT 不会仅仅来自增量计划。它需要领导力，包括：

（1）政策改革：现在包括 CRPA 重新分类，放宽长期阻碍复原力的 ITAR 限制。

（2）执法：

使用现代 TDOA 工具建立国家干扰器搜捕小组。

（3）投资：联邦资金和公私合作伙伴关系以扩大部署规模。

（4）标准：

从咨询委员会转向可衡量的保证。

美国曾经引领世界，将 GPS 从创意发展到全球实用。帕金森认为，为了保持这种领导地位，美国现在必须指定一位有远见的领导人，拥有权力和资源来协调跨机构和行业。

战略路线图

帕金森概述了从漏洞威胁到有保证的分阶段路线图：

（1）短期（1-3 年）： 定义和发布保证类别，建立干扰器执法单位，放宽有针对性的限制，启动增强试点测试。

（2）中期（3-7 年）：推出原型 LEO 和 eLoran，建立认证框架，监控保证水平，探索共享采购。

（3）长期（7-15 年）： 部署升级的有保证的PNT架构，使GNSS单元与技术具有互作性，以领先于威胁。

从漏洞威胁到有保证级别

对于 Inside GNSS 读者来说，这一课是直接的。正如 GPS 在 20 世纪重塑了全球导航一样，PNT 将决定 21 世纪的可靠性和弹性。   

衡量成功的不是原型，而是性能。PTA 战略提供了一条道路。五个保证类别提供了标准。传感器融合带来弹性。剩下的就是领导力。

正如帕金森总结的那样：“我们不需要另一个原型。我们需要部署的能力——可衡量、认证和值得信赖的能力。

这就是行动号召：保护信号。加强接球手。用互补系统进行扩充。将保证级别定义为可执行的标准。并确保现代生活的支柱不仅可供使用，而且为子孙后代提供保障。