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Copyright (c) 2012 機電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
7月28日電，美國國防高級研究計劃局（DARPA）正在同時(shí)開(kāi)展5個(gè)項目的研究，全部或部分聚焦于定位導航授時(shí)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，以擺脫軍事人員和系統設備對GPS的依賴(lài)。
很難想象在現代社會(huì )中，如果沒(méi)有全球定位系統（GPS）來(lái)提供實(shí)時(shí)的定位導航授時(shí)（PNT）服務(wù)，無(wú)數的軍事和民用設施應如何運轉。部分得益于美國國防高級研究計劃局（DARPA）早年對GPS小型化技術(shù)的投資，今天的GPS技術(shù)已經(jīng)無(wú)處不在：從汽車(chē)、船舶、飛機、火車(chē)、智能手機、手表，到無(wú)人駕駛車(chē)、制導武器和自動(dòng)供應鏈管理，GPS都發(fā)揮了重要作用。
盡管GPS是革命性的，但它也有其局限性。例如，在地下和水下等空間，無(wú)法接受到GPS信號，GPS衛星一旦突然因故障、敵對打擊或干擾（如太陽(yáng)風(fēng)暴）等原因無(wú)法提供服務(wù)，這對依賴(lài)GPS作為唯一PNT信息來(lái)源的作戰人員或系統來(lái)說(shuō)可能是致命的災難。為了解決這個(gè)問(wèn)題，DARPA正在探索創(chuàng )新技術(shù)和方法，以開(kāi)發(fā)新一代可靠的、高精度的PNT系統。
DARPA項目經(jīng)理阿拉提·普拉巴卡爾介紹稱(chēng)，“定位、導航和授時(shí)服務(wù)對軍隊而言就像氧氣對人類(lèi)一樣不可或缺。DARPA目前正在研究新機理、研制新設備、開(kāi)發(fā)新算法，以擺脫軍事人員和系統設備對GPS的依賴(lài)。”
DARPA目前正在同時(shí)開(kāi)展5個(gè)項目的研究，全部或部分聚焦于定位導航授時(shí)技術(shù)的開(kāi)發(fā)：
?。?）適應性導航系統（ANS）。該項目主要是開(kāi)發(fā)可適應多種平臺的“即插即用”PNT傳感器結構與算法，從而降低開(kāi)發(fā)成本，將部署周期從數月縮短到數天。ANS項目主要通過(guò)冷原子干涉陀螺儀實(shí)現慣性測量，利用量子屬性制造準確的慣性測量裝置，無(wú)需外部數據就可以長(cháng)時(shí)間確定時(shí)間和位置。此外，ANS項目還尋求利用非導航電磁信號（包括商用衛星、光波和電視信號甚至閃電）為PNT系統提供額外的參考信息。將不同的信號來(lái)源相結合，可以使這種PNT系統在GPS信號較弱甚至消失的情況下，提供比GPS系統更強更豐富的信息。
?。?）微PNT技術(shù)（Micro-PNT）。Micro-PNT項目的目標是，通過(guò)利用DARPA開(kāi)發(fā)的微機電系統（MEMS）技術(shù)開(kāi)發(fā)獨立的芯片級慣性導航和精確制導系統。DARPA資助的研究人員已經(jīng)制造了包含6坐標軸慣性測量裝置（3個(gè)陀螺儀和3個(gè)加速度計）樣機，并集成了高精度的主時(shí)鐘，這7種裝置構成了一套獨立的微型導航系統，尺寸比1美分的硬幣還小。DARPA目前正在開(kāi)發(fā)具有自校準、高性能和低成本的微型傳感器，以替代當前體積、重量和功率均較大的傳感器。Micro-PNT近期的其它技術(shù)突破包括用于慣性傳感器的新型微加工技術(shù)和材料。
?。?）量子輔助傳感與讀出（QuASAR）技術(shù)。該項目主要是為了制造具有健壯性和可移植性的原子鐘。目前高精度原子鐘只能在實(shí)驗室固定環(huán)境下工作。QuASAR研究人員已經(jīng)在實(shí)驗室環(huán)境下開(kāi)發(fā)出了光學(xué)原子鐘，其在50億年內的誤差小于1秒。通過(guò)研發(fā)可移動(dòng)的原子鐘，提高GPS的精確度，開(kāi)發(fā)新型雷達、激光雷達和測量系統等。
?。?）超快激光科學(xué)與工程項目（PULSE）。該項目旨在利用超短脈沖激光技術(shù)來(lái)顯著(zhù)提升原子鐘和微波源的精度，從而精確實(shí)現遠距離的時(shí)間和頻率同步。如果PULSE項目取得成功，那么全球范圍內都可以共享最精確的光學(xué)原子鐘授時(shí)。
?。?）對抗性環(huán)境中的空間、時(shí)間和方位信息（STOIC）。該項目旨在尋求發(fā)展獨立于GPS系統之外的定位、導航和定時(shí)信息的系統。STOIC具有與GPS系統相當的定時(shí)和定位精度，包括三個(gè)主要元素：遠程健壯的參考信號，極穩定的戰術(shù)時(shí)鐘以及為多用戶(hù)提供PNT信息的多功能系統。
GPS在現代軍事應用中已經(jīng)不可或缺。正是為了應對GPS性能下降或無(wú)法使用的情況，DARPA希望通過(guò)開(kāi)發(fā)多個(gè)新型PNT項目，為軍隊提供穩定可靠的定位、導航和定時(shí)服務(wù)。
