曹沖:確保的PNT真的有嗎?

2021-10-29 09:51:36來源:斗室智庫

        全球衛星導航系統(GNSS),多星座多頻率,不收終端用戶費,很好用,就是不保證完全的可靠性可信度,追求韌性PNT,甚至確保的PNT,這是人們歷來的期望企盼。隨著技術的不斷進步,尤其是融合創新技術的發展,確保的PNT離開我們越來越近。我們不妨看看這一家公司的產品情況。當然,這首先是在可承擔的軍用領域中實現。
 
 
       近些年來,美軍定位技術嚴重依賴全球定位系統(GPS),而騷擾、欺騙和其他形式干擾的發生頻度和嚴重程度都在日益增加,導致戰車和軍用載體的GPS工作性能降低,這會給軍隊帶來風險。這一挑戰的解決方案是實現確保的定位、導航和授時(A-PNT)——這是一種在任何條件下始終提供準確的定位、導航和授時 (PNT)信息的方法。萊昂納多(Leonardo)DRS公司就可以提供有保證的定位、導航和授時解決方案。
 
        鑒于存在這種克服威脅的能力,戰斗指揮官可以請求應用確保的PNT系統替代GPS,以用于他們的機動編隊。
 
        萊昂納多DRS公司開發了一種改進的TRL-9生產數據分配單元計算機(DDUx II),具有嵌入式A-PNT功能,可在遇到GPS威脅環境中提供可靠且準確的定位、導航和授時解決方案。該公司的A-PNT解決方案可能成為嵌入式和可拓展的融合接收機技術,其統稱為AssuredPositioning,Navigation and Timing Converged Computer Embedded & Scalable或 AC²ES。
 
        AC²ES是一個完全模塊化和可擴展的A-PNT選項,允許安裝于地面車輛車隊利用其在計算和顯示硬件方面的現有投資,并通過經濟實惠、可擴展的升級縮小與CMOSS安裝形式因子 (CMFF) 的差距。DDUx II PU 包含一個強大的四核Xeon Intel處理器,可以托管各種 CMFF A-PNT 應用程序,包括視覺導航和PNT操作系統(OS)。
 
        AC²ES是全球定位系統(GPS)信號被中斷條件下的解決方案,旨在始終提供A-PNT信息。AC²ES在開發時考慮到了尺寸、重量、功率和成本(SWAP-C)效率,嵌入在廣泛使用的數據分發單元—可擴展 (DDUx II)處理器單元 (PU)中。DDUx II及其軍用型號目前已在美國陸軍和美國陸戰隊中部署。AC²ES功能可輕松實現,無需額外的空間或重量要求。DDUx II還允許將A-PNT功能與當前部署的線路可更換單元(LRU)中的戰斗管理系統(BMS)集成。DDUx II處理單元是A-PNT的理想來源,不僅因為它是PNT的關鍵用戶,還因為它可以向車輛內需要PNT的所有其他設備提供A-PNT信息分發,而無需添加任何額外的SWAP。
 
 
        車輛操作員在多功能 Rugged 12.1" 顯示器上使用BMS的圖形用戶界面 (GUI) 在單個控制面板上查看和管理任務指揮功能、GPS 和A-PNT功能,包括分發給所有車輛的PNT用戶。AC²ES通過使用抗干擾、反欺騙、M代碼接收器、其他射頻源、車輛紅外(IR)傳感器視覺導航、車輪旋轉和慣性測量等技術增強標準軍用GPS PNT源,提供A-PNT功能單位(IMU)。融合引擎匯總并優先處理所有PNT傳感器數據,以在現實世界的干擾和欺騙攻擊期間提供可靠的、GPS信號被阻斷條件下的導航解決方案。AC²ES功能可獨立運行,或在托管車輛BMS時運行,并通過其 GUI 進行控制。
 
        在現代戰場上,了解準確的“時間”與了解自己的位置同樣重要。如果來自GPS的授時信息不可用或不可信,那么訪問其他資源來執行任務就至關重要。AC²ES提供多種定時保持模塊的選擇,這些模塊可與成本成正比地提高精度。AC²ES為平臺集成商提供了獨特的好處,因為他們能夠選擇其任務目的所需的精度級別,并避免為更高的能力級別支付不必要的成本。設計時考慮了可擴展性和未來演變增長,客戶能夠根據軍事單位任務概況、運營需求和預算定制他們的系統配置。這種定制配置的能力為現代戰斗部隊的各個梯隊提供了不同級別的AC²ES能力。所有作戰人員現在都可以使用與現有萊昂納多DRS戰術計算系統集成的彈性A-PNT功能。隨著敵人的適應,AC²ES為戰斗部隊提供系統靈活性以進行模塊化升級,促進精準的任務執行。
 
        這種新的A-PNT系統由嵌入式射頻組件(M碼GPS、其他射頻接收器)和內部微機電系統(MEMS)慣性測量單元(IMU)組成,帶有磁力計、車輛里程計輸入信號和內部GPS訓練有素的芯片級原子鐘(CSAC),可在RF中斷期間進行精確計時。這項尖端技術已被軍事和航空航天電子公司選為2021年創新獎類別的金級獲獎者。金獎旨在表彰與以前采用的方法、采用的方法或使用的產品/系統相比有實質性改進的卓越創新。

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