最近,在《GPS world》杂志上,有人刊文,建议放弃GPS黄金标准的努力,转而去做好PNT黄金标准。这不是美国见异思迁,而是看清形势,与时俱进。因为停留在GPS上,已经没有多大意义。而且文章将北斗系统进步作为做对标的对象,有点居安思危的感觉。虽然,文章充满自信与傲慢,但是这种往自己脸上贴金的做法,的确有其真正的过往实力和技术上与时俱进作为后盾。
文章指出,现在是创建核心架构并重新建立美国全球PNT领导地位的时候了。全球定位系统(GPS)是过去80年来最重要的创新和世界繁荣的贡献者之一。这是美国送给世界的礼物,巩固了美国作为技术领导者的地位。GPS提供的定位、导航和授时(PNT)服务几乎与微芯片革命同时出现,已成为几乎所有基础设施和技术必不可少但又是看不见的实用程序。如果说模仿是最真诚的奉承形式,那么苏联、欧盟和中国就通过建造自己的全球导航卫星系统(GNSS)来向美国致以最高的赞美。即使在第一颗GPS卫星发射近50年后的今天,各国和商业实体仍在探索如何创造更多的卫星PNT能力。长期以来,GPS一直是所有其他产品的基准,是美国威望、影响力、硬实力和软实力的重要组成部分。多年来,它被正确地描述为卫星导航系统的黄金标准。虽然许多人仍然这样称呼它,但随着国家对GNSS领军的承诺,已经在现实中消失。

GPSIIISV-03卫星在运往卡纳维拉尔角之前包装好。
图片:洛克希德·马丁公司
这一切是如何开始的
在“影响GPS民用和商用的美国政策决策”中,布莱恩·韦登(BrianWeeden)对国家GPS政策多年来的演变进行了特别的回顾。韦登说,克林顿政府在1995年为GPS作为黄金标准奠定了基础,尽管它并没有立即以这种方式阐明。这种对领导力和卓越的承诺可能部分是为了回应俄罗斯在1993年宣布其竞争性格洛纳斯投入使用。GPS黄金标准原声片段的出现可能是作为加强美国持续技术霸主地位的一种方式。在政府会议、国家天基定位、导航和授时咨询委员会和导航研究所等公共论坛上,GPS倡导者坚持不懈地使用黄金标准来描述现有服务,并作为衡量计划改进、时间表和资金的指标。然而,国家政策并不总是支持这一标准,目前的现实情况大不相同。韦登在他的论文中观察到,2004年国家安全总统指令(NSPD)39,美国天基位置、导航和授时政策对金标准方法进行了重大修改:“布什的GPS政策还对'黄金标准'概念进行了微小但关键的改变。它设定了一个目标,即保持卓越的军用天基PNT服务,同时继续提供超过或与外国民用天基PNT竞争的民用服务......”。这项政策是在欧洲民用GNSS项目伽利略(Galileo)发展的第五个年头制定的。国防部从不热衷于GPS的民用使用,可能不希望不得不与民用系统竞争民用用户的额外负担。该政策正式将平民置于仅次于军队的第二位。
17年后的2021年1月,在第一届特朗普政府的最后几天,发布了当前的国家政策,即太空政策指令7。“卓越”一词根本没有出现在其中。相反:“这项政策的目标是保持美国在提供服务和负责任地使用全球导航卫星系统(包括GPS和外国系统)方面的领导地位......”。然而,即使是这个低调的目标也似乎更像是一厢情愿或吹牛。早在该政策发布之前,欧洲的伽利略(2016年)和中国的北斗(2020年)就已经投入使用,并且在许多方面都比GPS更强大。同年晚些时候,在一次国家咨询委员会会议上与政府领导人讨论了这个问题。2023年,同一个顾问委员会直言不讳地告诉政府:“GPS现在的能力大大不如中国的北斗”。然而,GPS作为“黄金标准”不会消失。就在去年5月,国防科学委员会告诉国防部负责研究和工程的副部长:全球定位系统(GPS)仍然是全球定位和授时信息分发以及精度的黄金标准......”。
是时候转向了
诚然,GPS仍然是一个美妙而令人惊叹的系统。美国太空军继续努力通过NTS-3和R-GPS等项目改进星座。然而,即使太空军获得了它所寻求的计划和预算支持,这些改进也不太可能使GPS恢复到全球领先地位。GPS现在不是领先的系统,在可预见的未来也不太可能成为领先系统。不断断言其他情况在几个方面是有害的。
首先,它可以欺骗政策制定者,让他们相信“一切都很好”,国家不需要集中精力并继续改进GPS和国家PNT。这对人力水平、预算、领导重点和计划优先事项产生不利影响。GPS的拥护者实际上通过无端的赞美来损害该系统的未来。其次,这种考虑不周的言论损害了所有发表这些言论的人的信誉。与伽利略和北斗的比较使得很难将GPS视为“卓越”系统,而国家政策和预算的结构似乎并没有改变这一点。
不过,也许最有害的是那些专注于技术(GPS)而不是其用户的人的整体方法。GPS是一个很棒的系统,但我们拥有它的唯一原因是为用户提供他们需要的PNT。很少有用户关心他们的PNT来自哪里。他们只是希望它在需要时始终存在。
虽然GPS卫星继续完美运行,但对信号的干扰越来越多地意味着用户无法获得他们需要的东西。这种干扰将继续下去,而且几乎肯定会恶化。不良行为者干扰和恶搞的激励措施很多,反激励措施却很少。
使美国PNT成为黄金标准
将GPS作为黄金标准的想法已经伴随我们30年了。也许是时候设定一个新的、以用户为中心的目标,并努力使美国PNT成为黄金标准了。无论何时何地,都能提供有弹性和有保障的PNT。实现这样的目标将比创建黄金标准GPS容易得多,而且成本也低得多。将GPS与一种或两种具有不同故障模式的弹性技术相结合,将创建一个具有弹性的国家核心PNT架构。它将在全国及其海事方法提供易于采用的公用事业水平、有弹性的服务。它还将提供一个框架,其他商业和政府实体可以将其系统整合到其中,并在此基础上满足一系列专门PNT的需求。
候选技术已经成熟,现已作为商业服务提供。联邦政府应该带头,让合同满足其在全国范围内对弹性PNT的许多需求,从时机开始。一旦合同被出租,国家核心PNT架构的弹性计时组件可以在18个月内激活。创建核心架构也将有助于重新确立美国的全球PNT领导地位。美国系统将被其他国家用来创建自己的主权PNT,与GPS配合使用并从中获益。美国企业将从系统和支持的销售中获利。美国在世界上的地位也将受益,因为我们支持其他国家的技术独立,并对抗中国吸引用户离开GPS转向北斗的努力。
“美国仍然是世界领导者。应该有并实现崇高的目标。使GPS成为黄金标准是一个伟大的目标,也是一项伟大的成就。三十年过去了,是时候重新集中精力,稍微设定一个新目标,重新夺回我们暂时失去的全球PNT领导地位。”