美國GPS現代化計劃

為了使GPS更好地滿足軍事、民間和商業用戶不斷增長的應用需求，美國決定用先進技術改進和完善GPS系統。其現代化計劃主要包括以下內容：

增加新的GPS信號。美國計劃在2005－2008年發射8顆改進的導航衛星，在衛星上播發新的軍碼和第二民碼，同時計劃在2006－2010年發射的導航星上增設第三民碼。新增軍碼信號將比現在使用的信號強度高得多，具有較強的發射功率、抗干擾能力和保密性能等優點，以便于軍用接收機直接捕獲。

新增軍碼還使得美軍在戰時有權對某一地區的其他信號進行干擾或暫時關閉，剝奪對方使用GPS信號的能力。

第二民碼與以前的民碼相比，具有較強的數據恢復和信號跟蹤能力，能進一步提高導航定位精度。

增設第三民碼，主要是為了防止機場的地面引導雷達對民航使用的GPS信號造成干擾。

研發新一代軍用GPS接收機。為提高GPS的抗干擾能力，美國正在研制新一代軍用GPS接收機。在新型GPS接收機中，最重要的兩項技術是GPS接收機應用組件和防欺騙模塊。其中接收機應用組件是一種標準電子插件，可將其加在未來的飛機、艦艇、導彈和各種武器中，目的是確保安全性、互通性，減少非標準接口、定義和功能的數目。防欺騙模塊是第二代的GPS技術產品安全模塊，用于保護保密的GPS算法、數據和校準。

增強和關閉GPS發射信號。針對GPS信號容易受干擾和被他國戰時利用的弱點，目前美軍正設法增加GPS導航衛星的1個可控窄波束天線，并通過該窄波束天線增大發射功率來提高信號強度。其中可控天線至少能使4顆衛星的波束指向某一作戰區域，而地球上其他區域的接收信號強度卻不會明顯降低。這樣就會迫使敵方提高干擾機的信號功率，以確保其干擾的有效性。隨著干擾機體積的增大和干擾功率的增加，干擾機更容易被探測，更容易受到“哈姆”反輻射導彈武器的攻擊。同時，美軍在戰時也可通過控制衛星波束天線的指向，暫時關閉某一地區的GPS信號，從而使對方軍隊難以利用GPS系統。

改善地面設備。主要工作包括：更新GPS地面測控設備，增加地面測控站的數量；用新的數字接收機和計算機來更新專用的GPS監測站和有關的地面天線；采用新的算法和軟件，提高測控系統的數據處理與傳輸能力等。

GPSⅢ計劃。當前的GPS現代化工作能使星座維持運行到2010年，為了滿足到2030年的軍、民用要求，美國已著手開發GPSⅢ和相關的地面控制網，以便在2010年后使用。

GPSⅢ計劃的目標是，提供能滿足當前和未來軍、民兩用需要的GPS結構方案。從2004年起，美國國防部開始研究GPSⅢ的采購和結構概念，以便驗證系統要求。GPSⅢ將選擇全新的優化設計方案，放棄現有的24顆中軌道衛星，采用全新的33顆高軌道加靜止軌道衛星組成。GPSⅢ的衛星首次發射計劃定于2009年，全部衛星在軌運行將在2015－2020年實現。據介紹，與現有GPS相比，GPSⅢ的信號發射功率將提高100倍，信號抗干擾能力提高1000倍以上，授時精度將達到1ns，定位精度提高到0.2～0.5m，這樣可以使GPS制導彈藥的精度達到1m以內。

通過實施現代化計劃，GPS的定位、導航和授時能力將得到進一步提高。改善后的GPS將為美軍提供抗干擾能力更高和信號安全性更好的服務，同時可在未來作戰中剝奪其他國家使用GPS的權力。