1996年開始的GPS現(xiàn)代化,至今已經(jīng)有26年之多,好消息是GPS現(xiàn)代化不斷的有所進展,壞消息是GPS現(xiàn)代化完成時間,最近決定又推遲了。最后一顆GPSIIIF衛(wèi)星發(fā)射時間,從2034年,推遲到2036年了。其實,真正遲后的不在乎衛(wèi)星發(fā)射時間,而是地面運控段和用戶設(shè)備段。
眾所周知,美國有個問責(zé)辦公室(GAO),也有人稱之為審計署。最近,GAO提交了一份GPS現(xiàn)代化狀態(tài)研究報告指出,為了及時地部署軍事用戶設(shè)備,需要更好的信息和詳細的測試計劃。GAO為什么要做這一研究?2005年美國空軍就發(fā)射了第一個帶有抗干擾M(軍)碼信號的GPS衛(wèi)星,然而,如何利用這一信號的事情卻沒完沒了的拖延,一直困擾著政府、地面系統(tǒng)和用戶設(shè)備部門。所以2020財年美國國防授權(quán)法中有項規(guī)定,讓GAO報告評估GPS的現(xiàn)代化狀態(tài)。這份報告所涉及的其他事項,包括國防部已經(jīng)確定了哪些系統(tǒng)部署配備M碼設(shè)備,以及采購、安裝和部署計劃,報告回顧了國防部的GPS和數(shù)據(jù)計劃、GPS現(xiàn)代化知識庫,并且向國防部提出了七個建議,包括國防部和軍方應(yīng)確保GPS現(xiàn)代化中的信息數(shù)據(jù)庫,足以支持計劃的優(yōu)先事項和部署M碼,并驗證這些信息會定期更新。報告還建議一旦M代碼設(shè)備可用,軍隊最終確定設(shè)備的優(yōu)先武器系統(tǒng)運行測試計劃。而國防部同意了三條建議和部分同意其余四條建議。
根據(jù)國防部的意見,GAO對于報告進行了修改,更新的報告指出,國防部(DOD)一直在對GPS進行現(xiàn)代化改造,以使用更先進的GPS抗干擾的軍事專用信號,稱為M碼,已有20多年的歷史。這個太空部隊正在接近一個關(guān)鍵的GPS里程碑--一個由24顆衛(wèi)星組成的星座廣播M碼信號。但是,當(dāng)受控制的M碼信號將在2023年完全可用之時,由于用戶設(shè)備的開發(fā)挑戰(zhàn)和延遲,接收軍用信號的設(shè)備廣泛使用將需要幾年時間,甚至?xí)r間更長。國防部的戰(zhàn)略是開始為M碼能力選擇使用的不同級別,首先是領(lǐng)先級別,在主導(dǎo)武器系統(tǒng),包括飛機、艦船和作戰(zhàn)車輛上使用。然后是優(yōu)先級別系統(tǒng),但不完整的數(shù)據(jù)阻礙了這些努力。根據(jù)機密的軍事場景,國防部選擇超過50個系統(tǒng)將優(yōu)先獲得M碼功能(見圖)。最終,國防部計劃在大約700個武器系統(tǒng)中安裝現(xiàn)代化的GPSM碼設(shè)備。國防部維護一個關(guān)于GPS事業(yè)現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)庫,包括系統(tǒng)將使用的GPS接收機的類型和數(shù)量,預(yù)計預(yù)算金額和時間框架。由軍方輸入所需的數(shù)據(jù)。直到2021年年中,該數(shù)據(jù)庫沒有識別優(yōu)先系統(tǒng)的字段。數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性方面仍然存在重大問題,部分原因是用戶設(shè)備的拖拉延遲,但也因為數(shù)據(jù)庫沒有正式的數(shù)據(jù)驗證。糟糕的數(shù)據(jù)妨礙了國會國防委員會跟蹤M碼的進展并支持國防部的決策。
開發(fā)M碼接收機和用戶設(shè)備的延遲也對國防部的作戰(zhàn)計劃能力產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)。這些延誤限制了軍隊的裝備研發(fā),以及服務(wù)部門全面制定運行測試M碼計劃的能力。因為如果沒有用戶設(shè)備可用性的確定日期,他們無法做到這一點。測試將非常復(fù)雜,一旦設(shè)備準(zhǔn)備就緒,服務(wù)將需要足夠的測試數(shù)據(jù)支持部署決策和用戶需求應(yīng)對能力。測試計劃的延遲導(dǎo)致M碼能力的及時部署優(yōu)先系統(tǒng)面臨風(fēng)險。
美國及其盟軍的作戰(zhàn)系統(tǒng)依靠GPS提供網(wǎng)絡(luò)安全和準(zhǔn)確的定位、導(dǎo)航和計時(PNT)。美國國防部最近的一份作戰(zhàn)測試與評估(DOT&E)報告(以下稱該報告)與所有美國戰(zhàn)術(shù)武器一起,審查了當(dāng)前GPS設(shè)備的充分性、測試策略和未來作戰(zhàn)效能的計劃。它發(fā)現(xiàn)了一些令人擔(dān)憂的成因。
近20多年來,國防部(DOD)圍繞M(軍)碼能力開展了數(shù)十億美元的GPS現(xiàn)代化和持續(xù)性保障工作。作為一種僅限軍方使用的GPS加固解決方案,M-code一旦完全激活,將提供更強大、更加密的抗干擾、防欺騙、網(wǎng)絡(luò)安全信號。其“系統(tǒng)體系”需要三個相互關(guān)聯(lián)的組成部分才能有效工作:一是支持廣播的衛(wèi)星(太空);二是一個經(jīng)過大修和更新的地面運控系統(tǒng),用于管理復(fù)雜的軟件(控制);三是作戰(zhàn)人員接收PNT信息并將其投入戰(zhàn)區(qū)的用戶設(shè)備(用戶)。該計劃的解決方案中包含多個記錄在案的項目,囊括跨越以上所述的所有三個部分。
在新任國防部部長尼可拉斯·H·格廷的領(lǐng)導(dǎo)下,國防部作戰(zhàn)測試與評估(DOT&E)跟蹤了國防部的234個采辦項目。它提供獨立、公正的評估,以確保國防部擁有必要的優(yōu)勢,保護國土和盟友,推進美國的戰(zhàn)略目標(biāo)。2021會計年度報告介紹了組織的必要性,其中有“戰(zhàn)斗三要務(wù)”:第一是“相信你的使命”;第二個是“相信你的指揮官”;對于作戰(zhàn)測試界來說,第三條命令具有特殊意義:“相信你的武器和裝備。”我們的士兵、水手、飛行員、海軍陸戰(zhàn)隊和衛(wèi)士,以及國防部領(lǐng)導(dǎo)層和國會,都指望我們告訴他們何時何地能夠?qū)⑿拍罡吨T事件,決不能讓他們失望。
根據(jù)該報告,美國軍方部署抗干擾GPS武器的努力不僅落后于計劃,而且繼續(xù)落后于商業(yè)技術(shù)。由于“缺乏能夠接收M碼的接收機,限制了美國和盟國作戰(zhàn)人員使用M碼”,武裝部隊的分支機構(gòu)現(xiàn)在直接從商業(yè)供應(yīng)商處采購。OCX地面運控系統(tǒng)旨在管理GPSIII星座和啟用M碼的軍用GPS用戶設(shè)備(MGUE),雖然最初預(yù)計的交付日期已經(jīng)過去,但該系統(tǒng)尚未全面、可行地出現(xiàn)在現(xiàn)場。“由于新一代作戰(zhàn)控制系統(tǒng)(OCX)的持續(xù)開發(fā)和部署延遲,以及美國和盟軍作戰(zhàn)人員使用的具有M碼能力的接收機部署延遲,現(xiàn)代化民用和M代碼信號、導(dǎo)航戰(zhàn)功能的全面控制以及網(wǎng)絡(luò)安全的改善繼續(xù)被延遲”。推進軍碼用戶設(shè)備原計劃,通過MGUE增量1和MGUE增量2行動計劃加以實施。現(xiàn)在MGUE增量1設(shè)備最終軟件和硬件構(gòu)建的延遲,即使增量2已經(jīng)開始,也影響了測試進度,并產(chǎn)生了擔(dān)憂,即一旦最終生產(chǎn)和部署,設(shè)備可能包含過時的組件或本身就過時了。“因此,陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊決定不使用陸基MGUE增量1卡部署各自的平臺……這些服務(wù)已轉(zhuǎn)向商用、MGUE衍生的M碼接收機,以繼續(xù)滿足PNT要求。這些系統(tǒng)將在MGUE增量1記錄項目之外進行操作測試。”
目前存在的缺陷是顯而易見的。國防部缺乏必要的MGUE,無法將M碼卡和接收機廣泛集成到各種飛機、艦船、車輛和其他武器系統(tǒng)中。空間和控制系統(tǒng)在運行時,需要在人機界面、網(wǎng)絡(luò)安全和空間環(huán)境彈性方面進行微調(diào)。該報告向美國航天部隊提出了幾項切實可行的建議,以最大限度地降低作戰(zhàn)人員面臨的風(fēng)險,并在沖突中最大限度地提高任務(wù)成功的概率:
·聯(lián)合開發(fā)M碼PNT性能的標(biāo)準(zhǔn)化操作測試程序;
·針對預(yù)計的空間威脅規(guī)劃和測試GPS行動計劃;
·將M代碼和GPS行動計劃范圍的測試納入現(xiàn)有的作戰(zhàn)演習(xí);
·OCX IOT&E測試演習(xí)期間無需通知交換控制站;
·將網(wǎng)絡(luò)生存能力要求納入所有GPS行動計劃采辦項目。
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