业内动态

PNT每日动态-20260109

    突破防务网站发布文章《中国在卫星导航领域比美国拥有优势,原因何在?又该如何应对?》。

突破防务网站2026年1月8日报道,中国在定位、导航与授时(PNT)领域相对美国具有优势,且这一问题在台海局势紧张背景下需重视。近期美国批准对台110亿美元武器军售,加剧台海紧张,而美国极度依赖易受干扰的GPS,其卫星信号弱,易遭地面或舰载干扰器干扰、欺骗,此前已有相关技术在冲突和灰色地带行动中应用,若台海发生冲突,GPS受扰将致美军导航、通信、精确弹药等作战效能下降。中国则采用分层PNT架构,除成熟的北斗全球导航卫星系统,还辅以地面授时广播系统、光纤授时网络等,在台海周边近岸区域,即便面临强电子战,仍能保持较可靠的定位授时,或获作战节奏优势。文章提出美国应对之策:构建“系统之系统”的弹性PNT体系,包括采用多星座全球导航卫星系统与抗干扰信号、发展地面替代系统(如增强型罗兰系统、光纤授时网)、结合惯性导航与传感器融合技术、加强PNT干扰监测与信息共享、推动印太地区盟友合作构建区域弹性框架,以及加强相关训练,避免单一故障点影响危机结果。

    LinkedIn网站发布报告《军用GNSS抗干扰系统工业4.0应用现状》。

2026年1月7日,LinkedIn网站发布由Market Wire Insight提供的报告样本《军用GNSS抗干扰系统工业4.0应用现状》显示,2024年军用GNSS抗干扰系统市场规模达12亿美元,预计2033年将增至21.4亿美元,年复合增长率7.5%;工业4.0技术加速融入该领域,推动实时数据处理、自适应信号韧性等能力提升,自动化、物联网、数字孪生等技术缩短先进抗干扰方案研发部署周期,AI、机器学习等助力开发智能自适应性系统以应对复杂电子攻击,同时行业注重网络安全、数据完整性及互操作性,模块化和软件定义架构受青睐,还采用节能组件与环保制造践行可持续目标。市场主要参与者包括罗克韦尔柯林斯、雷神公司等,企业通过扩产品线、研投、合作并购增强竞争力,采购倾向集成化工业4.0解决方案。市场按产品分有机载、舰载平台,按应用含GPS、GLONASS,区域上亚太增长最快,北美和欧洲市场成熟,拉美及中东非逐步拓展。

    RNT基金会成员呼吁GPS亟需备份系统。

2026年1月8日,RNT基金会成员、前美国国家天基定位导航与授时咨询委员会成员威廉·谢尔顿(前美国空军太空司令部司令)和达纳·A·高沃德(前美国海岸警卫队海洋运输系统主任)在《华盛顿邮报》发表读者来信,针对该报1月3日头版文章《GPS:日常生活的支柱,面临日益增多的攻击》作出回应,指出国防部对GPS系统的改进仅能使其略有提升,强调GPS虽至关重要却存在漏洞,而美国政府20多年来未采取有效措施应对,反观中俄均拥有天基定位导航与授时(PNT)的地面备份系统,美国却没有,这使得中俄可在无需担心后果的情况下威胁GPS卫星,且美国曾在2021年11月遭遇GPS勒索——当时俄罗斯在乌克兰边境集结军队,威胁若北约干预将瘫痪GPS;信中提到,2004年小布什总统就已下令建立GPS备份系统,2018年国会也通过两党支持的《国家授时弹性与安全法案》强制要求建立备份,过去20年的政府研究和咨询小组建议也呼吁将相对低成本的地面系统与GPS配对,向公众广泛开放该地面系统可威慑对手,并在GPS遭遇攻击、异常或严重太阳干扰时保护国家;同时提及,在总统的国家天基定位导航与授时咨询委员会章程到期解散前,该委员会曾向政府传达过类似信息,二人最后强调,除非政府授权某部门或机构建立备份系统以保护GPS卫星、信号及用户,否则这一对国家安全明显且紧迫的威胁将持续加剧。

学术动态

    高空平台站导航5G机会信号评估(Evaluation of 5G Signals of Opportunity for High-Altitude Platform Station Navigation)

2026年1月,该论文收录于2025年IEEE军事通信会议(MILCOM 2025)“综合网络架构与系统体系”专题(Track 4),由美国俄亥俄州立大学电气与计算机工程系的FaezehMooseli、Will Barrett等人撰写。

论文旨在研究将蜂窝5G机会信号(SOPs)用作高空平台站(HAPS)导航源的可行性。背景方面,2024年以来全球卫星导航系统(GNSS)受干扰和欺骗问题突出,影响民航等领域,寻求替代定位、导航与授时(PNT)源迫在眉睫,而5G信号因覆盖广、功率高、带宽大等优势,成为潜在替代选项,但此前其在60000英尺以上高空的应用未被研究。

研究过程中,首先构建5G信号模型,开发软件定义接收机(SDR)以从5G下行信号中提取伪距观测值,且接收机采用卡尔曼滤波(KF)跟踪环路,相比传统环路更能适应复杂5G环境;接着设计信号采集载荷并搭载于高空气象气球(高度堪比HAPS),选用全向天线(3.5 dBi增益,覆盖广)和定向天线(12 dBi增益,适高海拔),结合Ettus B205-mini通用软件无线电外设(USRP)等设备,同步采集T-Mobile的5G信号(载波频率627.55 MHz)与GNSS/INS真值数据;随后在气球飞行的三个高度段(1.96-4.13 km、13.41-14.52 km、22.78-23.18 km)评估信号跟踪性能,最后通过扩展卡尔曼滤波(EKF)融合伪距与高度计数据估算轨迹。实验结果显示,5G信号在76000英尺高度仍可被跟踪,虽高海拔处信号功率下降(载噪比C/N₀降超15 dB-Hz)、气球旋转和湍流影响跟踪稳定性,但融合数据后,在1.105 km轨迹上实现15.92米的三维位置均方根误差(RMSE),显著优于仅用高度计的25.93米RMSE。

结论表明,5G机会信号可作为HAPS可靠导航源,为GNSS拒止环境下的高空导航提供新方案,同时也指出高海拔信号衰减、气球姿态干扰等需进一步优化的问题。研究获美国空军科学研究办公室、海军研究办公室等机构资助。

    静态和基于无人机的动态环境中GNSS模块性能的比较分析(Comparative analysis of GNSS module performance in static and UAV-based dynamic environments)

2025年12月13日,该论文发表于《ActaGeophysica》期刊(2026年第74卷第28期),由Raj Hakani、AbhishekRawat和Mitchell Prajapati共同撰写,聚焦GPS、北斗(BeiDou)、NavIC、伽利略(Galileo)四大全球导航卫星系统(GNSS)模块在静态环境与无人机(UAV)动态环境下的性能对比分析,通过两组实验展开研究。

静态实验在印度古吉拉特邦技术大学的开阔场地进行,分别开展23分钟短时长测试与3小时长时长测试,测试模块包括GPS的NEO-M8、NavIC的PX1125S-01D、伽利略的7Semi L89。短时长测试结果显示,NavIC定位精度最高,2DRMS为0.4746米、CEP 50%为0.3375米,信号强度稳定在33-39 dB-Hz;伽利略HDOP值最低(0.52-0.75),信号强度最高(40-43 dB-Hz),卫星可见数量最多(8颗);GPS表现相对较弱,2DRMS达1.9336米,HDOP为1.03-1.53。3小时长时长测试(期间有轻微太阳耀斑活动)进一步验证,NavIC仍保持最优稳定性,2DRMS为0.7823米、CEP 50%为0.6063米,HDOP稳定在1.1-1.9;伽利略HDOP稳定在2.0左右,精度中等;GPS波动最大,2DRMS达4.1771米,HDOP最高超2.5。

动态实验在相同区域开展,将GPS的Holybro M8N模块与北斗的7Semi L89模块同时搭载于无人机,按Mission Planner软件预设航点(3米高度、40米轨迹)进行自主飞行测试。结果显示,北斗在路径跟踪精度上更优,中途航点误差最小仅0.09米,整体最大误差13.99米,依托地球静止轨道(GEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星提升了卫星可见性与稳定性;GPS在起降点精度稍好,对姿态(滚转、俯仰、偏航)快速变化的响应更稳定,峰值速度略高(3.4 m/s),最大误差14.52米。两者HDOP、VDOP均为1.2和2.0,CEP为0.711米、3DRMS为2.172米,振动测量趋势一致但北斗在6秒时峰值更高(15 m/s²)。

该论文还提及,所有测试模块均为低成本单频接收器,仅支持标准定位服务(SPP),不涉及实时动态定位(RTK)或精密单点定位(PPP)技术,性能结果反映的是米级精度水平。同时指出各GNSS系统优势各异:NavIC适合印度区域静态高精度场景,伽利略信号稳定适用于长期跟踪,北斗擅长无人机动态航点导航,GPS在高速、高敏捷性无人机操作中响应更可靠,建议通过多星座融合配置提升无人机导航精度与稳定性,未来可结合双频接收器、RTK校正服务及机器学习融合技术进一步优化性能。