太空部隊(duì)(Space Force)需要升級(jí)現(xiàn)有的武器系統(tǒng)和平臺(tái)，以適應(yīng)M-code信號(hào)的使用。M-code是一種更強(qiáng)大、加密的軍用GPS信號(hào)，可以提供更安全和可靠的軍事位置導(dǎo)航和定時(shí)（PNT）信息。 為了滿(mǎn)足這一需求，軍事部門(mén)需要購(gòu)買(mǎi)和開(kāi)發(fā)大量具備M-code能力的GPS接收器。此外，太空部隊(duì)正在開(kāi)發(fā)第二代M-code芯片和以及手持接收器。然而，目前缺乏主要的客戶(hù)，這可能會(huì)對(duì)開(kāi)發(fā)和采購(gòu)計(jì)劃造成一些挑戰(zhàn)。 文章建議太空部隊(duì)重新評(píng)估衛(wèi)星和手持設(shè)備的需求，并確保有明確的商業(yè)案例來(lái)支持手持設(shè)備的開(kāi)發(fā)，以避免資源的浪費(fèi)。這意味著太空部隊(duì)需要確保手持設(shè)備的開(kāi)發(fā)是有實(shí)際需求和商業(yè)價(jià)值的，而不僅僅是為了追求技術(shù)上的進(jìn)步。

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M-code技術(shù)

M-code技術(shù)的推廣受到了多種因素的影響。首先，為了滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)精度的追求，太空部隊(duì)需要增加更多的M-code衛(wèi)星。然而，建造和維護(hù)規(guī)模更大的衛(wèi)星星座是一個(gè)艱巨的任務(wù)，這意味著衛(wèi)星的連續(xù)可用性不太可能得到保證。 其次，太空部隊(duì)缺乏一個(gè)主要的承諾客戶(hù)來(lái)購(gòu)買(mǎi)其提出的手持設(shè)備產(chǎn)品。如果沒(méi)有一個(gè)合理的商業(yè)案例來(lái)支持其提出的手持設(shè)備產(chǎn)品，Space Force將面臨浪費(fèi)大量資源而未能為軍事用戶(hù)提供實(shí)際好處的風(fēng)險(xiǎn)。至于Space Force是否已經(jīng)制定了解決這些問(wèn)題的計(jì)劃，參考信息中未明確提及。

GPS衛(wèi)星星座由四代衛(wèi)星組成，它們擁有不同的能力和設(shè)計(jì)壽命。自2005年起，第一顆能夠傳輸M碼信號(hào)的衛(wèi)星進(jìn)入了軌道，目前GPS星座中的31顆衛(wèi)星中有25顆具備M碼能力。為了確保星座能夠保持和擴(kuò)展M碼能力，需要發(fā)射更多具備M碼能力的衛(wèi)星。 空間系統(tǒng)司令部通過(guò)GPS III和GPS III后續(xù)計(jì)劃（GPS IIIF）旨在取代現(xiàn)有的衛(wèi)星，因?yàn)樗鼈兗磳⑦_(dá)到預(yù)期的使用壽命。下圖描述了支持M碼的GPS衛(wèi)星的演變，包括能力和壽命的估計(jì)。

地面控制系統(tǒng)

在GPS星座的現(xiàn)代化過(guò)程中，開(kāi)發(fā)地面控制系統(tǒng)也是至關(guān)重要的。這個(gè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)射和控制現(xiàn)有和新的更強(qiáng)大的衛(wèi)星。從2010年開(kāi)始，美國(guó)國(guó)防部(DOD)一直在致力于開(kāi)發(fā)現(xiàn)代化的地面控制部分。在2020年，SSC公司對(duì)現(xiàn)有的GPS地面控制系統(tǒng)（操作控制段，OCS）進(jìn)行了兩項(xiàng)修改，以實(shí)現(xiàn)對(duì)m碼能力子集的操作控制，以支持m碼用戶(hù)設(shè)備的測(cè)試和部署。隨后，SSC公司繼續(xù)開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)，并希望最終提供完整的m碼能力。 這些現(xiàn)代化地面部分的工作由GPS下一代操作控制系統(tǒng)（OCX）項(xiàng)目管理。該項(xiàng)目旨在實(shí)現(xiàn)完整的m碼功能，并提供改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全。SSC公司負(fù)責(zé)OCX的開(kāi)發(fā)，他們通過(guò)一系列模塊升級(jí)來(lái)構(gòu)建它。主要基于軟件的升級(jí)，但也包括新的硬件和對(duì)世界各地監(jiān)測(cè)站的升級(jí)。OCX的主承包商雷聲公司技術(shù)公司正在進(jìn)行OCX的開(kāi)發(fā)工作。

在GPS現(xiàn)代化中，專(zhuān)用集成電路（ASIC）的發(fā)展也是一個(gè)關(guān)鍵因素。ASIC是一種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于處理和執(zhí)行m碼功能的微電子元件。這些芯片被集成到一張?zhí)幚韒碼信號(hào)的卡片上，以提供位置、導(dǎo)航和定時(shí)（PNT）信息。軍事部門(mén)將每個(gè)專(zhuān)用的m碼卡集成到一個(gè)接收器中，該接收器與主武器系統(tǒng)進(jìn)行接口連接。下圖簡(jiǎn)要描述了一個(gè)系統(tǒng)中集成了GPS用戶(hù)設(shè)備的情況。 在這個(gè)系統(tǒng)中，GPS衛(wèi)星發(fā)射m碼信號(hào)，經(jīng)過(guò)地面控制系統(tǒng)和衛(wèi)星接收器后，信號(hào)被傳送到專(zhuān)用的ASIC芯片。這些芯片通過(guò)執(zhí)行復(fù)雜的算法來(lái)處理m碼信號(hào)，并提供高精度的位置、導(dǎo)航和定時(shí)信息。這些信息可以與主武器系統(tǒng)進(jìn)行交互，以實(shí)現(xiàn)更精確的定位和導(dǎo)航功能。 通過(guò)使用專(zhuān)用集成電路和相關(guān)技術(shù)，GPS現(xiàn)代化可以提供更強(qiáng)大的功能和更高的性能，以滿(mǎn)足軍事部門(mén)對(duì)準(zhǔn)確定位和導(dǎo)航的需求。這將對(duì)軍事作戰(zhàn)和其他應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生積極的影響。

總之，為了適應(yīng)M-code信號(hào)的使用，太空部隊(duì)需要升級(jí)現(xiàn)有武器系統(tǒng)和平臺(tái)，并購(gòu)買(mǎi)和開(kāi)發(fā)具備M-code能力的GPS接收器。同時(shí)，他們還應(yīng)重新評(píng)估衛(wèi)星和手持設(shè)備的需求，并確保有明確的商業(yè)案例來(lái)支持手持設(shè)備的開(kāi)發(fā)。這樣可以確保資源的有效利用，并為太空部隊(duì)提供更強(qiáng)大和安全的軍事位置導(dǎo)航和定時(shí)能力。 ?

編輯：黃飛