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一場發人深省的導航與通信官司

添加時間:2019-06-20 09:17:32 來源:環球新時空信息技術研究院
  在美國天基PNT(GPS)執行委員會組織機構中,有個國家PNT咨詢機構(AB),該咨詢機構每年平均召開兩次會議,每次的會議成果形成報告,為執行委員會提供決策依據。從2007年3月開第一次會議至2019 年6月,已經召開了23次會議。每次開會不外乎是相關機構和人員匯報GPS系統及其現代化進程,和本部門管轄領域的進展,以及所遇到的重大問題討論及其對策。一直以來,會議最為關注的是GPS信號的脆弱性明顯相關的干擾和頻率保護。其中最為發人深省和曠日持久的是一場導航與通信的官司,歷時已經超過8年,而且還沒有終止的跡象。
 
  事情還得從2011年說起,因為美國聯邦通信委員會(FCC)著手批準光平方(LightSquared)通信公司,經營與天基相關的地面無線電寬帶網絡業務,其頻率接近GPS的工作頻率,明顯影響到GPS接收機的工作,而且有時導致GPS接收機無法工作,引起了GPS業界的強烈反彈,雙方進行了攻防和公關戰,一方面是通信領域的巨大的經濟效益,而且前期已經有大量投入,另一方面GPS關系到國家信息基礎設施,尤其是高精度應用的關鍵部位和安全要素。所以,形成兩難的境況。最終只有拿進行實地測試結果說話。于是接下來的幾年間,就是大量的測試和測試結果的分析。
 
  被問到LightSquared GPS干擾解決方案,LightSquared通信公司聲稱,它已經解決了干擾GPS接收機的問題,但他們對使用接近GPS頻率的全國寬帶無線網絡計劃的反對者持懷疑態度。LightSquared表示,測試表明其兩個10 MHz的L波段頻譜中的較低位置,遠離GPS頻率,“除了數量有限的高精度GPS之外,基本上沒有干擾問題......”。顯然,其中留有尾巴。因為衛星導航接收機在許許多多不同場景下工作,會出現許多意想不到的問題。而需要大量部署的無線電寬帶大功率基站,其頻率又臨近GPS工作頻率,不采取適當措施,肯定會把GPS業界弄得焦頭爛額。所以,實施部署了“評估光平方地面寬帶系統對 GPS 接收機和GPS相關應用的影響”項目,評估光平方計劃部署的地面輔助分量基站(ATC)網絡,并且與 FCC、光平方、NTIA 和 EXCOM 等部門和機構協調測試工作,同時評估 GPS 接收機能夠采取的潛在緩解干擾措施,特別是對于航空應用的評估。值得指出的是,實際上這個寬帶網絡是天基地基組合的系統。
 
  多部門聯合測試結果表明,所有 GPS 接收機應用均受擬議中的光平方網絡影響,通過實驗室模擬和戶外實際測試,模擬約有 4萬個基站的完全部署光平方網絡,結果發現在從幾公里到更遠的距離范圍內導致 GPS 功能 (測距、定位)的降低或喪失, 由于靠近 GPS 波段適當分隔和濾波的帶外發射,尚能令人滿意,還沒有找到普遍適合應用的影響減緩方法。
 
  由于通信網絡鄰帶輻射帶來對于GPS接收機的影響,推進了兩項工作的明顯進展。美國國家PNT執行委員會(ExCom)在2012年秋天關于 GPS 干擾、識別、檢測和緩解的討論中,確定成立專門小組研究關鍵基礎設施堅韌性能力 (CIR)的問題,隨后數年間,這個問題不斷發酵,成為一個重大的安全保障事項。同時,在2014年會議上,提出GPS的PTA政策思路,就是強調保護、優化、增強(PTA),關鍵是確保可用性,要保護好頻譜、優化接收機,通過GPS和非GPS手段加以增強。這些年來,在兩項工作一直在繼續不斷推動進步之中。
 
  導航與通信這一場官司,至今還沒有一個明確的了斷。2018年8月份,美國國家PNT咨詢機構,還專門召開了一次專題會,進一步討論如何處理這一矛盾。8年多來,早已物是人非,原先的光平方通信公司早已經脫手,把業務交給利加多(Ligado)網絡的公司,加以運作。2018年5月31日,Ligado 網絡修改了其聯邦通信委員會(FCC)許可證申請。他們建議將初始發射功率降低到~10瓦,并放棄使用最接近GPS頻率的頻段。但是國家PNT咨詢機構認為,Ligado沒有具體說明發射機間距,也沒有提出一個可行的方案來監測它們的干擾電平。并且指出,需要有效的頻譜管理。與此同時,當務之急是遵循PNT EXCOM限制,不會對當前和未來的GPS使用產生不利影響。為了達到這個目的,強烈支持“不超過25%(1 dB)噪聲降級”,這是長期接受的國際標準,用于評估對GPS和類似系統的干擾。實際上,Ligado從未同意這一國際標準適用于他們對相鄰頻段的擬議使用。他們認為主要的GPS制造商已經同意他們的立場。這顯然是不真實的。天寶、Deere和Garmin最近都回復了專門支持使用25%降級的文件標準,他們明確拒絕Ligado對這一標準的批評,以及Ligado試圖使用其他非傳統的不能保護所有GPS使用的標準。
 
  由此可見,這一場官司,還沒有明確結果遠未結束。這一事件給我們的啟發,或者發人深省之處頗多。一是我們在應用北斗和GNSS過程中,也存在的類似問題,但是我們還在茫然不知,必須引起足夠重視,而且采取相應的措施,真正體現后發優勢,避免重復人家的錯誤。二是給我們的啟發是必須舉一反三地做好相關政策研究,和導航與通信的融合的整體架構設計,為新系統創造更佳的發展環境。
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