72亿美元GPS大单之后，地面支持系统如何跟上？

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来源：从心推送的防务菌（ID:Blue-Defense）

作者：掰棒子的防务菌

9月14日，美国空军在其网站上发出公告，宣布选择洛克希德·马丁公司制造22颗GPS III后续卫星，该固定价格合同总价值估计高达72亿美元。而在今年晚些时候空军将其下一代GPS III卫星送入轨道，并期望这些新的导航卫星能够提供显著的作战能力提升。但是，很明显的还需要在地面上做很多工作，以确保美国空军能够充分利用这些平台。

GPS现代化计划

全球定位系统（GPS）是一个轨道卫星网络，向地球广播不间断的精确位置细节，允许GPS接收器对用户在世界各地的确切位置进行三角测量。

GPS最初是在20世纪60年代开发的，它允许美国海军的船只更准确地在海洋行驶。第一个系统包括五颗卫星，允许船只每小时检查一次它们的位置。今天的系统则包括二十多颗卫星，几乎可以瞬时精确定位到几米之内。跨行业的应用程序更是无穷无尽。

自1983年以来，任何拥有GPS接收器的人都可以使用GPS。航空公司、航运公司、货运公司、农民、银行家和司机每天都能享受到世界上最大的这一免费公用事业的好处。

目前的GPS系统包括两个关键部分：空间和地面控制。空间部分包括当前在轨道上的多颗卫星星座，而控制部分包括负责跟踪、监测和更新卫星的地面站。作为历史性现代化工作的一部分，洛克希德·马丁公司和雷声公司将分别实施体系架构演进计划，提供完整的增强型地面控制部分。

洛克希德·马丁公司的动作

洛克希德·马丁公司在最近的一份声明中表示，将在首次发射后对该体系架构的地面控制系统进行一系列更新。这些更新将使美国空军在大部分星座到位之前在测试和运行方面取得先机。

GPSIII在微波暗室进行测试。洛克希德·马丁公司的GPS III卫星（上图）经过强化处理，使其更难以被阻塞或干扰，但军方正在寻求新的系统完整性和冗余度。

美国空军于2016年和2017年与洛克希德·马丁公司签订合同，分别升级现有的体系架构演进计划（Architecture Evolution Plan，AEP）运行控制系统（Operational Control System，OCS），称为GPS III应急行动（Contingency Operations，COps）和军码早期使用（M-Code Early Use，MCEU）。如此可见，正如GPS III卫星本身配备了改进的抗干扰技术和更准确的信号传输能力一样，控制它们的地面系统和软件也需要升级。

洛克希德·马丁公司的应急计划将使现有的控制系统能够支持和集成更强大的GPS III卫星。这一改进将支持GPS III卫星的定位、导航和授时任务，协调其与已在轨道上的GPS IIR、IIR-M和IIF卫星行动。

第二组升级，称为MCEU现代化计划，将专注于M-Code的开发，M-Code是一种旨在提高抗干扰和抗欺骗能力的新型先进信号。该计划将改进现有的地面系统，并允许其在GPS星座内指派任务、上传和监控M-Code。换句话说，MCEU现代化将帮助美国空军更早地将GPS III卫星集成并测试到当前的星座。

COPS按计划于2019年5月交付，而MCEU计划于2020年1月交付。

雷声公司的动作

美国空军还与雷声公司合作执行了约60亿美元的运营控制段项目，通常称为OCX，在五角大楼2019年的14亿美元GPS计划预算申请中，超过5亿美元用于OCX。该项目预计将作为GPS III计划的主要地面控制系统，但现实是已落后于计划。根据最近的媒体报告，雷声公司已经开始了GPS OCX的最终软件开发阶段，专注于提高L1C（一种旨在增加国际接入的民用GPS信号）和M-code（一种具有更好抗干扰能力的军用GPS信号）的自动化和体系架构控制。完成后，团队将开始集成和测试，以使计划Block1在2021年6月完成系统交付。而Block 0，也就是发射和检测系统已于2017年9月交付。

GPS OCX 任务现代化（翻译&字幕 by 防务菌）

GPS控制段是地面设施的全球网络，其跟踪卫星，监视其传输、执行分析以及将命令和数据发送到GPS星座。

GPS操作控制系统的发射和检测系统将控制所有GPS III卫星的发射和早期轨道运行以及在轨检查。

雷声公司下一代OCX的设计首先是为了改善地面部分的网络安全。雷声公司副总裁兼OCX项目经理Bill Sullivan表示，该系统将对任何军事太空系统提供最高的网络安全保护。“OCX实现了分层安全性。它就像一个洋葱，有多层安全控制。这在传统系统中很难实现，“Sullivan介绍说。“随着威胁的发展，我们可以整合新类型的安全控制措施。”

Sullivan还表示，OCX Block 0将“支持即将于今年12月发射的GPS III和早期轨道运行的准备活动。”

Block 0（发射与检测系统）基础设施在运往Schriever空军基地安装之前进行检查。

在OCX Block 1可用之前，更新的传统地面系统将用于将GPS III卫星集成到运行星座中，并“更早开始测试GPS III的一些先进功能，”洛克希德·马丁公司的项目经理Johnathon Caldwell在九月份的新闻发布会上表示。

与此同时，OCX正在推进以迎接2021年6月的最后期限。Sullivan介绍，今年夏天的OCX重大事件是监测站接收器的成功资格测试。

GPS网络有16个监控站点，提供全球覆盖。6个由美国空军拥有，另外10个由国家地理空间情报局拥有。他们需要先进的接收器来跟踪GPS卫星从头顶经过。这些地面站收集卫星信号、测量值和大气数据，并将观测结果提供给主控制站。

GPS控制部分（图注:红五角星为主控制站；黄五角星为代替主控制站；绿三角为地面天线站；黄三角为空军卫星控制网-遥控跟踪站；蓝圆点为空军监控站；紫圆点为国家地理情报局监控站）

对此，Sullivan表示，有利的资格测试“使我们开始在2019年部署这些监测站接收器。”

Sullivan表示，OCX软件开发已经加速，应该在2019年完成。雷声公司拥有一支程序员团队，使用Amazon Web Services云平台进行开发、测试和服务。

Block 1完成后，雷神公司的OCX合同将于2021年6月延长。Sullivan表示，“此时可选择在交付后维持该系统。” “我们确实希望空军在2021年6月之前行使这一选择。”

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