2024年11月20日,英國科學大臣帕特里克·瓦蘭斯勛爵(Lord Patrick Vallance)在皇家航海學會英國PNT領導力研討會的開幕詞中宣布了幾項舉措,他表示政府必須專注于“盡快為英國提供一個具有運營彈性的定位、導航和授時(PNT)系統”。其中包括將國家物理實驗室的國家時間中心(NTC)項目的資金從3000萬英鎊(3800萬美元)增加到6270萬英鎊(7900萬美元),并計劃到2027年1月讓NTC和該國第一座新的eLoran塔達到初始運行能力(IOC)。明年之后的所有努力計劃都必須“接受支出審查”。
盡管如此,研討會與會者還是很高興聽到部長批準上屆政府于 2023 年發布的 10 點 PNT 政策框架,并承諾通過實施的系統來實施該框架。英國國家 PNT 辦公室負責人 Shabana Haque 博士也在研討會上發表了講話,并詳細闡述了政府迄今為止的行動和未來的計劃。她還討論了開發量子技術的努力,以及如何將所有功能整合到一個連貫的架構中。
時鐘
英國認識到時間和空間是 PNT 效用最基本的組成部分。其NTC研發項目由國家物理實驗室(NPL)運行,自2019年以來一直在啟動并運行。其主要目標是創建“......通過構建和鏈接在地理上分布在安全位置的新原子鐘網絡,建立有彈性的英國國家時間基礎設施。
五年后,該計劃即將結束。NTC計劃下一階段的計劃正在制定中,其中包括開發國家授時基礎設施和支持新的授時生態系統——其中包括雙向衛星時間傳輸(TWSTT)、eLoran和該國傳統的MSF無線電時間服務。該行業將在時間分配架構和提供增值服務方面發揮重要作用,同時訪問高度彈性且經過充分驗證的核心政府時間基礎設施。
作為迄今為止NTC工作的結果,工業界和學術界現在可以從分散在英國各地的三個NPL節點訪問可追溯的時間和頻率信號。他們分別在蘇格蘭的斯特拉斯克萊德大學(University of Strathclyde)、中部地區的克蘭菲爾德大學(University of Cranfield)和南部的薩里大學(University of Surrey)。
艾羅蘭(eLoran)
eLoran 在英國的 PNT 計劃中也占有重要地位。直到 2015 年底,英國將 Loran-C 作為北歐網絡的一部分運營。在那的最后一年,英國東海岸部署了差分站,并授權了基于 eLoran 的海上作業。2015 年 1 月 1 日,盡管英國提出了相反的請求,但其他北歐國家終止了 Loran 廣播,轉而支持 Galileo。英國繼續將其單個 eLoran 發射器作為國家時間信號運行。計劃要求在未來兩年內增加發射器,以實現 eLoran 在全國及其鄰近水域的導航。
UrsaNav Loran 在 Nautel 設備上進行監測。(照片:RNT 基金會)
英國政府一直在與多個合作伙伴合作,以推進其對實施eLoran功能的理解和計劃。Haque強調了與歐洲航天局NAVISP計劃的合作,該計劃促成了英國公司Roke為手持設備開發出一種eLoran天線。她還討論了將NTC的時鐘和光纖網絡與eLoran信號集成以及開發GNSS/eLoran接收器。許多人對政府委托并從燈塔總局的研究與發展(GRAD)團隊收到的“eLoran有效性報告”特別感興趣。GRAD在該技術方面擁有豐富的經驗,曾在英國東海岸操作和評估過差分eLoran系統。國防部于2024年9月發布了一份關于可部署eLoran功能的信息請求(RFI),這有助于表明英國對該技術的承諾。RFI表示,該文件是收購的前奏。
量子研究
英國已投資超過10億英鎊(13億美元)用于量子研究,這有可能通過更好的計時以及慣性和重力傳感為PNT做出貢獻。量子研究計劃的目標之一是開發“......新的導航和授時系統,在衛星系統被拒絕的情況下提供彈性并提高準確性。一個具體目標是到2030年在飛機上部署量子導航系統,包括時鐘。該計劃始于2014年,并在2024年隨著全國五個量子中心的建立而顯著增加。格拉斯哥大學的中心專注于用于國家安全和關鍵國家基礎設施的彈性 PNT 系統。
策略和協調
Vallance 部長和Haque還討論了兩個重要的非技術主題。首先是英國的 PNT 辦公室資金充足、人員配備充足且非常活躍。它是去年作為跨政府努力創建的,包括國防部的代表。除了推動該國的 PNT 工作外,該辦公室還與許多其他政府合作,包括美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、歐洲、日本和韓國的政府。其次,雖然PNT計劃對于國家的復原力和安全是必要的,但它們也將成為經濟利益的來源。這不僅僅是使英國經濟能夠在本地和可能廣泛的 GNSS 中斷事件期間運作。隨著該國開發技術堆棧以支持其自身的彈性 PNT 架構,以及支持和支持政策,彈性 PNT 設備和服務將對其他人有市場。既可以獨立存在,又可以與GNSS合作的主權PNT能力對許多國家越來越有吸引力。能夠從英國等受人尊敬和信任的盟友那里獲得這種能力,可以使許多人更容易獲得和實施這樣的系統。英國科學部長還贊揚了 RIN 的工作和發布一系列工具,以幫助向社區以外的人解釋 PNT 和復原力的必要性。這些工具還將幫助組織評估其對 GNSS 中斷的準備情況。它們可從 RIN 的彈性 PNT 門戶獲得,它們是
· PNT 解釋器,概述了過度依賴 GNSS 帶來的風險,并提供指向其他信息資源的鏈接。
· 描述 PNT 中斷的“準備、行動、恢復”框架的最佳實踐“餐墊”。
· PNT 彈性檢查表,供組織用于自我評估 GNSS 中斷的風險。
RIN 建議 PNT 專家使用這些工具與客戶、供應商和合作伙伴合作,并充當“指導之手”。RIN 將這些都視為 “第一階段發布”。我們鼓勵對這些工具提供反饋,并應將其發送給 rpnt@rin.org.uk。RIN 團隊渴望了解哪些有效,哪些可以改進,并收到有關其他工作的建議。
作為一個“學術團體”,RIN 對政府政策和方向具有重大影響。Vallance 勛爵對此表示認可,他說:“近年來,皇家研究所在強調 PNT 的機會和風險、提供專業知識以及與政府合作制定解決方案方面發揮了非常重要的作用。
RIN的主任John Pottle和RIN研究員Ramsey Faragher、Guy Buesnel和Andy Proctor都因其對該組織彈性PNT工作的貢獻而在研討會上受到表彰。
英國要想引領西方
雖然中國正處于建立與 eLoran 和太空信號集成的全國性時鐘系統的最后階段,韓國也緊隨其后,但英國似乎是唯一一個正在建立連貫且有彈性的國家 PNT 系統架構的西方國家。一些國家擁有大量的光纖授時網絡,歐洲似乎正在走向授時主干網,美國有三個eLoran發射機正在播出。然而,沒有一家宣布英國已發布的綜合計劃類型。
當被問及此事時,一位英國 PNT 技術和政策專家認為,他的國家遠遠領先于歐洲和美國,因為“我們擁有自己的 GNSS 不受阻礙”。
他的想法是,GNSS 需要花費大量時間、精力和金錢。這些大型項目所需的財務和情感承諾使許多人難以掌握 GNSS 的局限性和脆弱性,以及實施互補系統的需求。他說,政府官員和 GNSS 行業游說者都可能傾向于抵制這種努力。
關于英國政府對 OneNav 的投資,他表示,英國仍有可能也尋求天基能力。在他看來,政府更有可能尋找商業訂閱服務,而不是自行建立能力。“我們將在可以信任的情況下訪問 GNSS,并且可能會為來自太空的其他信號付費,”他說。“但我們希望英國擁有主權能力,而有彈性的 PNT 的未來是陸地的。”
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