弹性PNT(Resilient PNT,RPNT)是PNT技术与非传统和新兴技术的融合,旨在改善空中、陆地和海上关键任务应用的可靠性、性能和安全性。在即使数据精度、可用性和稳定性方面出现最小差异就可能导致任务失败、生命损失或战场劣势,以及重大经济损失的情况下,弹性PNT解决方案就派上用场了。
基于弹性PNT(RPNT)概念,美国Orolia公司基于“下一代铱星”(the IridiumNext)卫星星座提供“替代导航”(或称AltNav)服务,该星座高达66颗的卫星分布在约800km的低地球轨道(LEO)。相比分布在约20000km中地球轨道(MEO)的GPS星座,其AltNav产生的信号比GPS强1000倍,能够“深入室内”穿透,而且高度抗干扰和欺骗,并能精确到30~50米。AltNav服务基于该公司与Satelles合作在铱星星座上提供星基时间和位置服务的信号技术——STL(Satellite Time + Location),使用了重新设计的大功率寻呼信道,该技术与GNSS的简要对比见下表。
性能 | GNSS (GPS 等) | STL |
授时精度 | ~20ns | ~200ns |
定位精度 | ~3m | ~30~50m |
抗干扰 | 低信号强度,易干扰 | 30~40db 信号,难以被干扰 |
抗欺骗 | 仅军事用户有加密信号 | 全部用户均可加密信号 |
覆盖范围 | 全球精度,向两极衰诚 | 全球覆盖,向两极增强 |
室内运行 | 非常有限 | 广泛可用 |
由于战略原因,STL只能在一些特定的国家商用,尽管技术层面上是全球性的。此外,作为一种相对较新的信号,STL接收机还不如GNSS接收机容易获得。目前,STL接收机只有模块级的形式,但是STL的信号处理要求即使不简单也与GNSS相似,因此人们期望STL接收最终将集成在许多低成本、低功耗、单片GNSS接收机里。
该公司基于PNT提供的解决方案包括:GPS和GNSS技术涵盖了所有基于卫星的时间和定位信号,包括加密的军用SAASM和M代码接收机、GPS、Galileo、GLONASS、IRNSS和QZSS。内部时间和频率设备制造,包括紧凑型的铷标准和符合太空的氢原子钟标准。高功率、基于卫星的技术——STL(卫星时间和位置)可以穿透建筑物、障碍物并具有抗干扰能力,可以用作补充GPS和其他GNSS卫星信号的可靠机会信号。上述使每个应用更加准确、安全并且不易受到干扰和攻击。BroadShield干扰和欺骗检测系统使用超过75种经过验证的检测算法来检测GPS信号和GPS频谱中的干扰和欺骗。备用PNT信号和机会信号(Signals of Opportunity)接收器利用eLORAN等可用信号来增加维护准确PNT信息的可能性。漏洞测试系统可以评估依赖于GNSS信号系统的干扰和欺骗的影响。集成了各种惯性传感器,包括基于MEMS和FOG的传感器,这些传感器在没有GPS参考的情况下为位置和导航系统的提供了一定水平的独立性能。强化产品可以扩展到恶劣的战术操作环境中,并可抵抗网络攻击。更智能地使用整个PNT生态系统,包括功能丰富的GPS接收硬件和智能软件技术,以及来自多个星座、多频信号和增强系统的接收。2018年4月,Orolia公司旗下子公司McMurdo Inc.获得了美国陆军价值33986800美元的无限期交付/不确定数量(ID/IQ)合同,用于制造个人救援设备(Personnel Recovery Device,PRD)。该PRD是一种双模式MIL-SPEC个人定位信标,它将被集成到陆军的个人救援支持系统(Personnel Recovery Support System,PRSS)中。PRD易于在人员救援行动中使用,基于Orolia全新的、坚固的小型PNT平台,专用于徒步士兵可靠PNT应用。
本文转自 MIWIND米风感知
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