日前，美國彈性導(dǎo)航和授時(RNT)基金會發(fā)布了一份白皮書，提出了政府需求提案(RFP)的屬性，以獲取授時服務(wù)。

  據(jù)了解，新白皮書在RNT基金會去年10月發(fā)布的白皮書（題為《國家彈性國家授時架構(gòu)》）的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了當(dāng)前大部分直接或間接來自GPS的授時服務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)、交通、金融、工業(yè)和其他應(yīng)用領(lǐng)域都起到了極其重要的作用。

圖源丨RNT基金會

 與去年10月發(fā)布的白皮書只是討論了如何相對容易且成本低廉地建立滿足NTRSA要求的國家彈性授時架構(gòu)相比，新白皮書的建議則是更為直接，建議政府與商業(yè)提供者簽訂服務(wù)合同，而不是去建立自己的系統(tǒng)，同時還概述了政府在獲取授時服務(wù)時可能使用的一些要求和評估標(biāo)準(zhǔn)。

以下是新版白皮書提出的一些建議和概述。

——目標(biāo)

 白皮書架設(shè)，此類采購的目標(biāo)應(yīng)該是建立聯(lián)邦授時“骨干網(wǎng)”。這將滿足NTRSA的要求，NTRSA認(rèn)識到授時對于許多應(yīng)用至關(guān)重要，也是大多數(shù)電子定位和導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

 建立這種骨干網(wǎng)將為用戶提供GPS中斷時的替代方案和安全保障網(wǎng)，并在其他時候?qū)崿F(xiàn)更具彈性和更可靠的服務(wù)。

替代方案和安全保障網(wǎng)

 作為骨干網(wǎng)，它將提供給其他機(jī)構(gòu)和個人能夠建立與應(yīng)用的基本的基礎(chǔ)服務(wù)。預(yù)計新服務(wù)將包括：

 支持全國范圍內(nèi)的各種公共和私人應(yīng)用。

 完全獨立于GPS和其他GNSS并且具有最少或沒有常見故障模式。

 提供多種不同的授時交付方法。

 為固定和移動用戶提供服務(wù)。

 關(guān)于“為固定和移動用戶提供服務(wù)”這一個服務(wù)，白皮書特別指出，移動設(shè)備在使用授時信號之前必須知道它們所在的位置。因此，所選系統(tǒng)或系統(tǒng)組合還必須在基本級別向移動用戶提供獨立于GPS的位置信息。

——要求

 白皮書設(shè)想，成功的提案將需要滿足許多要求，包括：服務(wù)于整個美國離岸約200英里的陸地區(qū)域、領(lǐng)空和沿海水域。使所有固定和移動用戶能夠訪問至少一個非天基源（以確保沒有GPS/GNSS的常見故障模式）。所有位置的授時精度均在世界協(xié)調(diào)時間 (UTC)的500納秒以內(nèi)。對于50個最大的都市區(qū)，此精度應(yīng)在UTC的100納秒以內(nèi)。具有一種或多種完好性保障措施，以提供用戶對系統(tǒng)非常高的精度、連續(xù)性和可用性的信心，類似于飛機(jī)的導(dǎo)航信標(biāo)性能監(jiān)測和控制系統(tǒng)。

飛機(jī)的導(dǎo)航信標(biāo)性能監(jiān)測和控制系統(tǒng)

——評估標(biāo)準(zhǔn)

 對政府來說，幸運(yùn)的是許多系統(tǒng)和公司已經(jīng)能夠提供所需的服務(wù)。如何決定選擇哪個可能是項重大的工作。RNT基金會白皮書建議的一些評估標(biāo)準(zhǔn)總共包括八個方面。

 一是年度成本。雖然成本不是此次收購的唯一考慮因素，但政府始終有責(zé)任讓納稅人將其作為重要因素進(jìn)行權(quán)衡。

 二是每單位覆蓋區(qū)域所需的基礎(chǔ)設(shè)施。這已被交通部認(rèn)定為一個非常重要的考慮因素。基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量不僅會影響成本，還會對環(huán)境和社區(qū)產(chǎn)生影響。

 三是頻譜。帶內(nèi)和帶外傳輸造成的信號中斷，一直是GPS的重要問題。新的PNT的無線和射頻服務(wù)應(yīng)盡可能減少頻譜問題。頻譜頻段預(yù)留、許可、預(yù)先分配的頻段、其他頻段和相鄰頻段的使用都將被考慮在內(nèi)。

 四是滲透率。雖然政府可能不會將此列為要求，但服務(wù)到達(dá)水下、地下和室內(nèi)位置的能力可能是可取的，并且是提案評估的一部分。

 五是彈性。GPS信號易受干擾的影響，無疑會使?jié)撛趥浞莺脱a(bǔ)充系統(tǒng)的彈性成為一個主要問題。RNT基金會的白皮書討論了兩種彈性——可操作性，以及復(fù)原性。

 六是運(yùn)營彈性。它被定義為“一個系統(tǒng)、系統(tǒng)組合或服務(wù)的抗中斷（例如：干擾、欺騙、物理遮擋對服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響）的能力。”一種衡量彈性的方法可能是破壞信號工作所需的能量。

 七是復(fù)原彈性，它被描述為“服務(wù)在中斷后恢復(fù)正常運(yùn)行的速度和難易程度”。

 八是網(wǎng)絡(luò)安全。同樣，網(wǎng)絡(luò)安全被視為有兩個組成部分，第一個是網(wǎng)絡(luò)安全，定義為系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)隔離或連接的程度。其次是信號安全性，也就是保護(hù)信號免受滲透和模仿的程度。

保護(hù)信號免受滲透和模仿的程度

 實際上，新白皮書的發(fā)布并非突發(fā)所想，早在2018年，當(dāng)時的國家授時彈性和安全法案(NTRSA)并明確要求建立一個或多個系統(tǒng)作為提到方案，并作為GPS授時的備份。

 而在今年的5月，電信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織與電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟(ATIS)也發(fā)言稱，要大力支持聯(lián)邦資助的GPS替代方案。在給國會兩院領(lǐng)導(dǎo)人的信中，ATIS提到“迫切需要為美國替代定位、導(dǎo)航和授時(PNT)系統(tǒng)的部署和采用提供資金。關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，包括美國電信業(yè)”。比如蘭德公司，蘭德公司在今年5月份發(fā)布的一項為期兩年的研究也支持聯(lián)邦政府對GPS授時和定位備份的需求。雖然這篇報告竭盡全力反對重復(fù)的類似GPS的能力，但它悄悄地建議聯(lián)邦支持國家授時系統(tǒng)和定位服務(wù)，以服務(wù)E-911系統(tǒng)。

 除了行業(yè)的關(guān)注，太空部隊也已經(jīng)揭示了對GPS和其他天基系統(tǒng)存在的嚴(yán)重軍事威脅。各種殺手級衛(wèi)星、激光和其他武器已將太空從避難所變成了潛在的戰(zhàn)場。雖然沒有特別呼吁GPS的替代方案，但太空部隊的公告已經(jīng)明確表示，美國需要“擺脫GPS的視線”。建立至少一個類似于我們對手操作的地面替代系統(tǒng)，美國運(yùn)輸部前部長助理格雷格·溫弗里（Greg Winfree）表示，將對于衛(wèi)星和信號的吸引力要小得多。

衛(wèi)星和信號

 對于GPS的替代方案可以說是“萬事俱備，只欠東風(fēng)”。這個“東風(fēng)”就是聯(lián)邦資金，聯(lián)邦的資金支持可以有效地降低免費(fèi)GPS服務(wù)對于替代方案的抑制。但是，難點就在于此，目前看來，資金到位遙遙無期。