2008、2010聯(lián)邦無線電導航計劃差異①

朱筱虹,李喜來,王 森,唐 云

(北京環(huán)球信息應用開發(fā)中心,北京100094)

0 引 言

《聯(lián)邦無線電導航計劃》是關于聯(lián)邦政府無線電導航政策和計劃的官方文件,應《1998財年(10USC2281(c))國防授權法》要求制定。該計劃由國防部、國土安全部和運輸部以及其他政府部門共同籌劃。其內(nèi)容涉及聯(lián)邦政府運營的地基、天基和通用無線電導航系統(tǒng)。

《2008聯(lián)邦無線電導航計劃(FRP)》(以下簡稱2008 FPR)將《聯(lián)邦無線電系統(tǒng)文件》和《聯(lián)邦無線電導航計劃》融為一體,升級并取代了《2001聯(lián)邦無線電系統(tǒng)文件》和《2005聯(lián)邦無線電導航計劃》。制定2008 FPR,旨在闡述美國政府管理聯(lián)邦無線電導航系統(tǒng),規(guī)范非聯(lián)邦無線電導航系統(tǒng),并明確系統(tǒng)與國際標準之間關系的政策和計劃,介紹美國政府推行的新無線電導航系統(tǒng),增加了增強現(xiàn)有無線電導航系統(tǒng)的建議。說明美國政府十分重視軍民兩用無線電導航系統(tǒng)的相關政策。

2008 FPR內(nèi)容涵蓋了除軍事專用系統(tǒng)(參見《參聯(lián)會主席<定位、導航與授時主計劃>》)外的通用無線電導航系統(tǒng)(如軍民共用系統(tǒng)),詳細討論了各相關部門的任務與職責、用戶需求以及系統(tǒng)類型。主要內(nèi)容分為五個部分,具體包括:(一)聯(lián)邦無線電導航計劃概述(包括計劃的用途、范圍和目標,討論無線電導航系統(tǒng)的選擇性因素);(二)任務與職責(論述國防部、運輸部、國土安全部以及其他聯(lián)邦政府部門在制定計劃和提供無線電導航服務方面的任務與職責);(三)政策(針對與本文件相關的聯(lián)邦無線電導航系統(tǒng),闡述美國國家政策);(四)用戶需求(針對聯(lián)邦無線電導航系統(tǒng)提供給民用用戶的服務,概述其性能需求);(五)運營計劃(概述聯(lián)邦政府通過民事和軍事部門向用戶提供無線電導航系統(tǒng)及其服務計劃,以及國防部(DoD)、交通運輸部(DoT)、國土安全部(DHS)以及其他聯(lián)邦政府機構計劃指導下的研發(fā)工作)[1]。

1 《2010聯(lián)邦無線電導航計劃(FRP)》情況介紹[2]

《2010聯(lián)邦無線電導航計劃(FRP)》(以下簡稱2010 FPR)已于近期發(fā)布,這標志著美國國家PNT又翻開了新的篇章。FRP針對不同PNT用戶群進行指導,并且對各種新興導航技術發(fā)展與工程項目進展情況作了闡述。1980年,FRP首次發(fā)布,并作為向議會提交總統(tǒng)報告的一個重要組成部分,內(nèi)容涉及歷史、遠景和計劃等方面內(nèi)容。自此,FRP成為美國相關性政策的一個固定體現(xiàn)形式。

2010年12月,DoT部長雷?拉胡德首先在2010 FRP上簽字;2011年4月15日,DoD部長羅伯特?蓋茨最后一個簽字。經(jīng)過 DoD、DoT和DHS部長共同簽發(fā)后,2010 FRP得以正式發(fā)布。為2010 FRP的出臺作出貢獻的主要有美國交通運輸部研究與創(chuàng)新技術局(RITA)和聯(lián)合規(guī)劃與發(fā)展辦公室(JPDO)的工作人員。JPDO是國會于2003年由多個部門聯(lián)合組建的辦公室,主要任務是規(guī)劃和協(xié)調(diào)下一代航空運輸系統(tǒng)的發(fā)展。此外,DoT、DoD和DHS部門為完善2010 FRP計劃,定期召開協(xié)調(diào)會議做了大量工作。

2010 FRP闡述了星基PNT服務的干擾減輕政策與計劃,這一版本對DHS的領導地位有如下描述:“針對一些焦點問題,DHS發(fā)布了國家定位、導航、授時、干擾探測與減輕(IDM)計劃(2007年8月),以及國家IDM計劃實施戰(zhàn)略(2008年 1月)”。根據(jù)所提及文件中提供的基礎框架,可以有效地履行美國空基PNT政策中規(guī)定的職責。而DHS在關于備選方案、備份系統(tǒng)和IDM方面所做的工作似乎未見成效,這也是不容爭辯的事實。

在“關鍵基礎設施中GPS脆弱性”增加了一節(jié)“2010年 6月奧巴馬政府發(fā)布新的國家航天政策”,表明“美國將資助國內(nèi)能力的提升,同時還支持國際能力的增強,探測及減輕干擾,增強處理GPS有害干擾的靈活性,適時地完成必要的冗余和備份系統(tǒng)或者關鍵基礎設施、重要資源和基本任務功能的確定并進行實施”。

同樣,自2008年以來,美國國家差分GPS系統(tǒng)建設也幾乎沒有什么進展,系統(tǒng)仍然保持在美國大陸(CONUS)覆蓋率92%的水平。1996年開始運行基于USCG的DGPS的海事服務,采用海上無線電臺中頻285～325 kHz發(fā)播基準站的實時差分修正數(shù)據(jù)。但是,在2010年文件中,對2009年提及的海上臺站的NDGPS資金調(diào)整計劃進行了確認。這一計劃將至少延長系統(tǒng)壽命15年,并且現(xiàn)已極大提高了系統(tǒng)的準確性、完好性、靈活性和可維護性。

2 內(nèi)容新變化

近兩年來,隨著系統(tǒng)發(fā)展,個別主題的內(nèi)容有所增減。2010 FPR中,有關Loran-C的內(nèi)容已經(jīng)從“政策與運營”章節(jié)中刪除,并增加了一節(jié)新的內(nèi)容,即“根據(jù)總統(tǒng)奧巴馬簽發(fā)的決議,2009年終止羅蘭(Loran)服務”。這一政策在“GPS備份”一節(jié)中有明確體現(xiàn),撤消增強羅蘭(eLoran)資金支持就是對2008和2010這兩個版本中相關內(nèi)容的最好反映。

“DOD運營管理”一節(jié)詳細描述了各參謀長聯(lián)席會議的任務,除了在2008 FPR中對J-6的描述,還增加了對J-3和J-8的職責描述。

J-3監(jiān)督CJCSM 3212.03(Ref.24),對影響美國、墨西哥和加拿大三國的GPS電子攻擊(EA)測試、訓練和演習(TT&Es)的實施提出要求,并進行審批指導。J-3審查所有的EA T T&E提議,首先與聯(lián)合頻譜中心協(xié)調(diào)以確保質(zhì)量,然后再與DoD和部際間風險共擔方(如FAA和USCG等)進行最終的協(xié)調(diào)。

J-6,即指揮、控制、通信和計算機系統(tǒng)支持董事會,負責分析、評估及監(jiān)測PNT系統(tǒng)規(guī)劃與運營;處理常規(guī)聯(lián)合作戰(zhàn)的PNT任務;創(chuàng)作及出版DoD的主要PNT計劃中的參謀長聯(lián)席會議指令6130.01D;領導網(wǎng)絡中心功能能力委員會(NC FCB)工作(負責NC FCB,DoD聯(lián)合能力集成與發(fā)展系統(tǒng)(JCIDS)及部際PNT需求的一級評審)。

J-8,即監(jiān)督 JCB與聯(lián)合需求監(jiān)督委員會(JROC)。負責對NC FCB審查后的DoD與部際PNT需求做出評論;并且與DoD和部際伙伴合作,完成部際需求流程指南(IRP)。

2010 FRP在第4節(jié)“PNT用戶需求”的開篇就強調(diào),“FRP并非有意要做成一個需求方面的文件,而是要為美國政府PNT系統(tǒng)的建設者提供可用的背景環(huán)境”。但是,由于FRP在參考原始需求文件基礎上,集成了不同形式的用戶需求,并且根據(jù)需求的變化進行調(diào)整更新,因此,可以說FRP為不同運輸用戶群提供了極為方便的文件匯編。特別需要指出的是,在2010 FRP“航空需求”與“海事需求”這兩節(jié)有關“生命安全”的內(nèi)容中,圍繞用戶對GPS和其他導航系統(tǒng)的期許進行了詳細描述。此部分內(nèi)容已經(jīng)超出了需求的范圍,而是轉向了闡述環(huán)境和運行階段流程。

2010 FRP中,“陸上運輸”得到了更多關注。文中以表格形式列出了高速路上貨運用戶服務所涉及的PNT性能標準,這些指標與其他運輸形式類似,包括精度、可用性、完好性和告警時間。同樣,“空基PNT需求”中涉及了更為廣泛的內(nèi)容,為了實現(xiàn)機載自主導航和完成各項科學任務,這一部分列表說明了各種量度標準和某些有待確定的重要指標?！坝脩粜枨蟆辈糠?增加了地下與水下PNT應用的內(nèi)容,如其中所描述的“地下和水下環(huán)境中使用傳統(tǒng)PNT傳感器和系統(tǒng)(如GPS)將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)”。

圖表中提及最低性能指標時都還標有“TBD(待定)”的注釋,表明尚待確定,這一新的分類表明FRP范圍的擴大。另一方面,2010 FRP中“授時需求”較之2008 FRP少了部分內(nèi)容,相關性能指標經(jīng)過了重新調(diào)整,只在表中列出了與UTC時間相關的準確度指數(shù);增加了服務時間分發(fā)的美國海軍天文臺(USNO)和國家標準與技術研究院的授時計劃,還包括了GPS、雙向衛(wèi)星時間傳遞(TWSTT)、網(wǎng)絡時間協(xié)議(NT P)和電話報時服務。

2010 FRP結束部分描述了國家PNT體系,這是由DoD和DoT共同推進的一項宏偉計劃,該計劃勾畫了2025年所需的系統(tǒng)體系結構圖。DoD和DoT的領導層已于2008年6月采納了國家PNT體系研究建議,在2010 FRP內(nèi)容中增加了對于實現(xiàn)這一構想的提警與限定。并且提到“國家PNT體系建設計劃”,這一建設規(guī)劃,可以被看作為是一個演進體系,這一體系包括“很多獨立卻有著內(nèi)在聯(lián)系的計劃、系統(tǒng)能力和標準政策”?！斑@一演進體系中重要的一步就是通過一系列體系框架產(chǎn)品,幫助PNT業(yè)界理解所涉及的國家PNT建設中的無線電導航系統(tǒng)計劃與政策以及邦聯(lián)PNT系統(tǒng)計劃與政策”。研制這些體系框架和完成系統(tǒng)建設規(guī)劃,需要PNT業(yè)界一如繼往,參與計劃制定,并共同承擔風險。因此,伴隨著PNT體系建設的不斷推進以及 PNT體系自身演進的深入,FRP將繼續(xù)扮演重要角色,更好地起到協(xié)調(diào)作用[3]。

3 結 論

從2008到2010,僅兩年時間,美國又推出新的無線電導航計劃,說明美國政府充分認識到現(xiàn)有無線電導航體系的重要性、脆弱性和易被干擾性,認識到其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展對美國GPS的挑戰(zhàn)性。所以,新計劃支持國內(nèi)導航能力的增強,支持有條件的國際能力增強。同時,還強調(diào)要加強無線電導航干擾探測及減輕,增強處理GPS有害干擾的靈活性,適時地完成必要的冗余和備份系統(tǒng)及其相關聯(lián)的基礎設施,確保在特定條件下能替代現(xiàn)有PNT服務功能。

2010 FRP修改的實質(zhì)依然是強化美國無線電導航、定位和授時體系的安全性、可靠性,強化美國在PNT方面的國家意志,強調(diào)相關部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)功能,強化PNT各行業(yè)的應用標準,強化在無線電PNT領域的全球主導地位。

從2008年到2010年FRP的細節(jié)變化,我們應該認識到,無線電導航、定位、授時關乎到國家各行各業(yè),PNT體系發(fā)展的長遠性,設計的頂層性,管理的協(xié)調(diào)性,政策的權威性,標準的統(tǒng)一性等是國家PNT體系運行與發(fā)展的基本保證,作為一個致力于發(fā)展自主衛(wèi)星導航新體系的國家,我們也應從頂層設計開始,著眼衛(wèi)星導航體系建設與應用的長遠性,盡快制定中國PNT相關發(fā)展策略,制定相關管理體制、政策、法規(guī)和標準,對應用進行規(guī)范,為衛(wèi)星導航體系的良性發(fā)展打好基礎,為系統(tǒng)的廣泛應用提供保障。

[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.