2008、2010联邦无线电导航计划差异①

朱筱虹,李喜来,王 森,唐 云

(北京环球信息应用开发中心,北京100094)

0 引 言

《联邦无线电导航计划》是关于联邦政府无线电导航政策和计划的官方文件,应《1998财年(10USC2281(c))国防授权法》要求制定。该计划由国防部、国土安全部和运输部以及其他政府部门共同筹划。其内容涉及联邦政府运营的地基、天基和通用无线电导航系统。

《2008联邦无线电导航计划(FRP)》(以下简称2008 FPR)将《联邦无线电系统文件》和《联邦无线电导航计划》融为一体,升级并取代了《2001联邦无线电系统文件》和《2005联邦无线电导航计划》。制定2008 FPR,旨在阐述美国政府管理联邦无线电导航系统,规范非联邦无线电导航系统,并明确系统与国际标准之间关系的政策和计划,介绍美国政府推行的新无线电导航系统,增加了增强现有无线电导航系统的建议。说明美国政府十分重视军民两用无线电导航系统的相关政策。

2008 FPR内容涵盖了除军事专用系统(参见《参联会主席<定位、导航与授时主计划>》)外的通用无线电导航系统(如军民共用系统),详细讨论了各相关部门的任务与职责、用户需求以及系统类型。主要内容分为五个部分,具体包括:(一)联邦无线电导航计划概述(包括计划的用途、范围和目标,讨论无线电导航系统的选择性因素);(二)任务与职责(论述国防部、运输部、国土安全部以及其他联邦政府部门在制定计划和提供无线电导航服务方面的任务与职责);(三)政策(针对与本文件相关的联邦无线电导航系统,阐述美国国家政策);(四)用户需求(针对联邦无线电导航系统提供给民用用户的服务,概述其性能需求);(五)运营计划(概述联邦政府通过民事和军事部门向用户提供无线电导航系统及其服务计划,以及国防部(DoD)、交通运输部(DoT)、国土安全部(DHS)以及其他联邦政府机构计划指导下的研发工作)[1]。

1 《2010联邦无线电导航计划(FRP)》情况介绍[2]

《2010联邦无线电导航计划(FRP)》(以下简称2010 FPR)已于近期发布,这标志着美国国家PNT又翻开了新的篇章。FRP针对不同PNT用户群进行指导,并且对各种新兴导航技术发展与工程项目进展情况作了阐述。1980年,FRP首次发布,并作为向议会提交总统报告的一个重要组成部分,内容涉及历史、远景和计划等方面内容。自此,FRP成为美国相关性政策的一个固定体现形式。

2010年12月,DoT部长雷◦拉胡德首先在2010 FRP上签字;2011年4月15日,DoD部长罗伯特◦盖茨最后一个签字。经过 DoD、DoT和DHS部长共同签发后,2010 FRP得以正式发布。为2010 FRP的出台作出贡献的主要有美国交通运输部研究与创新技术局(RITA)和联合规划与发展办公室(JPDO)的工作人员。JPDO是国会于2003年由多个部门联合组建的办公室,主要任务是规划和协调下一代航空运输系统的发展。此外,DoT、DoD和DHS部门为完善2010 FRP计划,定期召开协调会议做了大量工作。

2010 FRP阐述了星基PNT服务的干扰减轻政策与计划,这一版本对DHS的领导地位有如下描述:“针对一些焦点问题,DHS发布了国家定位、导航、授时、干扰探测与减轻(IDM)计划(2007年8月),以及国家IDM计划实施战略(2008年 1月)”。根据所提及文件中提供的基础框架,可以有效地履行美国空基PNT政策中规定的职责。而DHS在关于备选方案、备份系统和IDM方面所做的工作似乎未见成效,这也是不容争辩的事实。

在“关键基础设施中GPS脆弱性”增加了一节“2010年 6月奥巴马政府发布新的国家航天政策”,表明“美国将资助国内能力的提升,同时还支持国际能力的增强,探测及减轻干扰,增强处理GPS有害干扰的灵活性,适时地完成必要的冗余和备份系统或者关键基础设施、重要资源和基本任务功能的确定并进行实施”。

同样,自2008年以来,美国国家差分GPS系统建设也几乎没有什么进展,系统仍然保持在美国大陆(CONUS)覆盖率92%的水平。1996年开始运行基于USCG的DGPS的海事服务,采用海上无线电台中频285～325 kHz发播基准站的实时差分修正数据。但是,在2010年文件中,对2009年提及的海上台站的NDGPS资金调整计划进行了确认。这一计划将至少延长系统寿命15年,并且现已极大提高了系统的准确性、完好性、灵活性和可维护性。

2 内容新变化

近两年来,随着系统发展,个别主题的内容有所增减。2010 FPR中,有关Loran-C的内容已经从“政策与运营”章节中删除,并增加了一节新的内容,即“根据总统奥巴马签发的决议,2009年终止罗兰(Loran)服务”。这一政策在“GPS备份”一节中有明确体现,撤消增强罗兰(eLoran)资金支持就是对2008和2010这两个版本中相关内容的最好反映。

“DOD运营管理”一节详细描述了各参谋长联席会议的任务,除了在2008 FPR中对J-6的描述,还增加了对J-3和J-8的职责描述。

J-3监督CJCSM 3212.03(Ref.24),对影响美国、墨西哥和加拿大三国的GPS电子攻击(EA)测试、训练和演习(TT&Es)的实施提出要求,并进行审批指导。J-3审查所有的EA T T&E提议,首先与联合频谱中心协调以确保质量,然后再与DoD和部际间风险共担方(如FAA和USCG等)进行最终的协调。

J-6,即指挥、控制、通信和计算机系统支持董事会,负责分析、评估及监测PNT系统规划与运营;处理常规联合作战的PNT任务;创作及出版DoD的主要PNT计划中的参谋长联席会议指令6130.01D;领导网络中心功能能力委员会(NC FCB)工作(负责NC FCB,DoD联合能力集成与发展系统(JCIDS)及部际PNT需求的一级评审)。

J-8,即监督 JCB与联合需求监督委员会(JROC)。负责对NC FCB审查后的DoD与部际PNT需求做出评论;并且与DoD和部际伙伴合作,完成部际需求流程指南(IRP)。

2010 FRP在第4节“PNT用户需求”的开篇就强调,“FRP并非有意要做成一个需求方面的文件,而是要为美国政府PNT系统的建设者提供可用的背景环境”。但是,由于FRP在参考原始需求文件基础上,集成了不同形式的用户需求,并且根据需求的变化进行调整更新,因此,可以说FRP为不同运输用户群提供了极为方便的文件汇编。特别需要指出的是,在2010 FRP“航空需求”与“海事需求”这两节有关“生命安全”的内容中,围绕用户对GPS和其他导航系统的期许进行了详细描述。此部分内容已经超出了需求的范围,而是转向了阐述环境和运行阶段流程。

2010 FRP中,“陆上运输”得到了更多关注。文中以表格形式列出了高速路上货运用户服务所涉及的PNT性能标准,这些指标与其他运输形式类似,包括精度、可用性、完好性和告警时间。同样,“空基PNT需求”中涉及了更为广泛的内容,为了实现机载自主导航和完成各项科学任务,这一部分列表说明了各种量度标准和某些有待确定的重要指标。“用户需求”部分,增加了地下与水下PNT应用的内容,如其中所描述的“地下和水下环境中使用传统PNT传感器和系统(如GPS)将面临严峻的挑战”。

图表中提及最低性能指标时都还标有“TBD(待定)”的注释,表明尚待确定,这一新的分类表明FRP范围的扩大。另一方面,2010 FRP中“授时需求”较之2008 FRP少了部分内容,相关性能指标经过了重新调整,只在表中列出了与UTC时间相关的准确度指数;增加了服务时间分发的美国海军天文台(USNO)和国家标准与技术研究院的授时计划,还包括了GPS、双向卫星时间传递(TWSTT)、网络时间协议(NT P)和电话报时服务。

2010 FRP结束部分描述了国家PNT体系,这是由DoD和DoT共同推进的一项宏伟计划,该计划勾画了2025年所需的系统体系结构图。DoD和DoT的领导层已于2008年6月采纳了国家PNT体系研究建议,在2010 FRP内容中增加了对于实现这一构想的提警与限定。并且提到“国家PNT体系建设计划”,这一建设规划,可以被看作为是一个演进体系,这一体系包括“很多独立却有着内在联系的计划、系统能力和标准政策”。“这一演进体系中重要的一步就是通过一系列体系框架产品,帮助PNT业界理解所涉及的国家PNT建设中的无线电导航系统计划与政策以及邦联PNT系统计划与政策”。研制这些体系框架和完成系统建设规划,需要PNT业界一如继往,参与计划制定,并共同承担风险。因此,伴随着PNT体系建设的不断推进以及 PNT体系自身演进的深入,FRP将继续扮演重要角色,更好地起到协调作用[3]。

3 结 论

从2008到2010,仅两年时间,美国又推出新的无线电导航计划,说明美国政府充分认识到现有无线电导航体系的重要性、脆弱性和易被干扰性,认识到其他卫星导航系统发展对美国GPS的挑战性。所以,新计划支持国内导航能力的增强,支持有条件的国际能力增强。同时,还强调要加强无线电导航干扰探测及减轻,增强处理GPS有害干扰的灵活性,适时地完成必要的冗余和备份系统及其相关联的基础设施,确保在特定条件下能替代现有PNT服务功能。

2010 FRP修改的实质依然是强化美国无线电导航、定位和授时体系的安全性、可靠性,强化美国在PNT方面的国家意志,强调相关部门的统一协调功能,强化PNT各行业的应用标准,强化在无线电PNT领域的全球主导地位。

从2008年到2010年FRP的细节变化,我们应该认识到,无线电导航、定位、授时关乎到国家各行各业,PNT体系发展的长远性,设计的顶层性,管理的协调性,政策的权威性,标准的统一性等是国家PNT体系运行与发展的基本保证,作为一个致力于发展自主卫星导航新体系的国家,我们也应从顶层设计开始,着眼卫星导航体系建设与应用的长远性,尽快制定中国PNT相关发展策略,制定相关管理体制、政策、法规和标准,对应用进行规范,为卫星导航体系的良性发展打好基础,为系统的广泛应用提供保障。

[1] DoD,DHS,DoT.2008 Federal Radionavigation Plan[R].2008.

[2] DoD,DHS,DoT.2010 Federal Radionavigation Plan[R].2010.

[3] Inside Gnss.Old and New:Return of the Federal Radionavigation Plan[EB/OL].[2011-04-30].http://www.Inside GNSS.com/node/2583.