美國在GPS方面是先行者，而在PNT領域也還是先行者。在這方面，其技術發展路線圖值得我們關注。PNT的概念是從GPS（天基PNT）脫胎而來的，并且在2004年正式成立國家天基PNT執行委員會（國家級的民事/軍事聯合機構），對于GPS計劃進行關注和指導。所謂的“天基PNT”是指GPS、GPS增強和其他全球導航衛星系統。而2006-2008年間，美國與GPS密切相關的30余個部門，200多人參與了至2025年的GPS規劃，正式推出了“PNT的總體架構”這一設想。顯然，這是個雄心勃勃的計劃，可是這些年來很少付諸進取式的行動。這與美國的經濟狀態密切有關，致使GPS現代化計劃一再延緩。但是，PNT整個發展框架及其推進路線，還是在繼續之中。如果我們認真地研究美國的GPS-天基PNT-PNT技術發展路線，會看到其真正的脈絡動向，至少顯示出三個跡象：

 

　　用好GPS，持續不斷地推進其系統現代化進程

 

　　歷年來，美國一直在持續不斷地推進GPS的保護、優化、增強（PTA）政策，與此同時也一直在推進其包括空間段、運控段和用戶段在內的系統現代化進程。2018年底第一顆GPSIII入軌，標志著GPS現代化進入一個新階段，第四個民用信號（L1C）正式應用，與其它GNSS系統的兼容互操作（L1C與L5），有了實質性的進步。但是，GPS的L1C信號形成GPS星座整體服務尚待時日，因為GPSIII的10顆衛星，目前在軌衛星只有兩顆，估計到2023-24年才能夠發射完成，而后續的GPSIIIF的22顆衛星，到2026年從發射第一顆衛星，至2034年才能夠發射完畢。GPSIII衛星的特色是：增加精度和功率、實現固有的信號完好性、增強抗干擾能力、增添新的L1C信號，具有更長的設計壽命（15年）。GPSIIIF衛星的特色是：實現統一的S波段遙測、跟蹤與指令系統（近實時的指令/星間電路）、增加搜索和救援（SAR）有效載荷更快地檢測和定位遇險信號、設置激光后向反射器陣列（LRA）提供更精確的測距數據、提供更高的功率/抗干擾能力的軍用信號為戰士提供區域軍事保護（RMP），以及重新設計核爆探測系統（NDS）。與空間段現代化同步的是運控段和用戶段的現代化。值得指出的是，L1C實現與其它GNSS的兼容互操作，L2C使用與多種多樣的商業化應用，而L5主要是利用其受到頻率保護的優勢，重點用于生命安全領域。

 

　　有的放矢，堅持融合發展，打造堅強PNT

 

　　由于GPS應用服務存在明顯的脆弱性威脅，所以很長一段時間以來，美國的衛星導航界一直在千方百計地提高其可靠性，尤其是以GPS完好性為代表的功性能指標。從系統而言，始終沒有完好性對策，指導GPSIIIF才有所考慮。所以，一般都是用接收機自主完好性監測來應對。近十年來，又提出了保護、優化和增強（PTA）的政策，旨在保護頻譜、優化接收機性能，和采取多模增強措施，以提高GPS的可用性、定位精度、連續性和完好性。還提出了堅強（或者稱為彈性）PNT的概念，其最終目標是實現確保的PNT。在美國2008年發布的PNT整體框架文件中，人們不難發現其愿景是在推進2025年的PNT進程中，成為全球領先者，其整體戰略是祈求最大公約數，也就是投入最小化，效益最大化。其主體的四大模塊組成中，全面體現了融合的概念，因為有GPS（天基PNT）作為依托基礎，才能真正地實現有核心主線的融合：一是關鍵基礎物理學科間的整合；二是不同系統間的互補與替換；三是首當其沖的導航與通信（應該說是包括天地基、室內外）的融合；四是管理機構間的進一步合作融通。說實在的，真正的堅強PNT打造，是融合的結果，而不是結果的融合。

 

　　突出軍用，旨在解決關鍵核心技術，終極是確保PNT

 

　　由于PNT框架概念過于泛在，難于形成工程性項目實施方案，因此必須找到合適的牛鼻子抓手，從關鍵核心技術著手，從軍用之需著手，是個不錯的選擇。所以，應該以確保的PNT為終極目標，來逐步營建PNT整體架構。所謂的確保PNT，就是在存在干擾、欺騙或其他騷亂的環境下，不會丟失其獲得時空參量信息的能力，這是美國國防部在此領域的最高優先事項之一。2019年8月美國國防部公布其PNT戰略，強調指出：“為了確保軍用PNT的先進性，僅僅用GPS是不夠的”。對此國防部將要使用的主要方法之一，是采用多種不同的PNT源。這些源實際上可以處于全球、區域和本地服務的多層體系結構中。該戰略設想將GPS與軍用級接收機配對，作為主要的全球層的PNT源，同時認為可以使用聯軍的GNSS。而且，由于“GPS存在很容易受干擾和影響的脆弱性，所以應該有必要考慮使用具有不同特性的PNT信息的其他源”。區域層PNT定義為可以服務于廣大地區（例如幾個國家或甚至大洲）的系統。該戰略報告認識到區域層源可能存在于太空中，因此討論了兩個低頻地面系統，這些系統的特性與衛星大不相同的增強羅蘭（eLoran）以及競爭環境中的空間、時間和方向信息（STOIC）。其中每個都可以視為對GPS的可能補充”。短距離射頻系統、時鐘、慣性、多種多樣傳感器和混合PNT服務，均可與無線網絡集成，并且都被認為是國防部PNT體系結構本地層的可能貢獻者。