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美军研制GPS系统替代品 新导航系统存在两大难题

美国《防务新闻》网站28日报道,美军正在研制新型导航定位设备,以替代现在广泛使用的GPS卫星定位导航系统。

报道称,GPS之所以被美军诟病,主要是由于该系统过于依赖脆弱的天基卫星系统。卫星在战时极易被干扰、破坏,或受到网络攻击,自身安全性难以得到有效保证。美国军事专家担心的是,尽管明知GPS系统存在安全隐患,美军对其依赖程度还在不断提升。

为有效解决GPS安全性问题和美军对精确定位、导航、授时服务的需求之间难以调和的矛盾,美军开始积极寻求GPS的替代品。据称,基于现代原子物理学最新成就的微型惯性导航技术是未来代替GPS的一个重要的技术解决方案。惯性导航系统是人类最早研发明的导航系统之一。早在1942年德国在V-2火箭上就率先应用了惯性导航技术。从2009年,美国国防部先进研究项目局就深入进行新一代微型惯性导航技术的研发与测试工作。据悉,这种新一代导航系统主要通过集成在微型芯片上的三个原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。

目前,美军在发展这种新一代微型惯性导航系统上主要还存在两大技术难题。一是该导航系统能自主进行精确引导的时间过短。报道援引美国防部先进研究计划局项目经理安德瑞·席克尔的话称,微型惯性导航系统现阶段只能提供约20秒的高精度定位与导航服务。因此该系统目前只能作为GPS的备份与补充,无法成为GPS的有效替代品。其次,微型惯性导航系统终端设备的成本远比GPS终端设备高。安德瑞·席克尔抱怨说:“总不能把一套价值100万的美元惯导系统安装在一枚仅值100万美元的导弹上吧!”

为提高微型惯性导航系统的实用性,美国防部先进研究计划局正在大力进行该系统的集成化和耐久性研制工作。美军的近期目标是研发出一种只有1美分硬币大小的超小型导航晶片。该导航晶片不仅能够提供3分钟左右的精确定位、导航服务,而且其生产成本还将严格控制在1000美元以内。据称,美军进行了大量科学调查和统计后发现,目前和未来相当长时期内,美军现役70%的导弹需要定位导航系统制导飞行的总时间不会超过3分钟。美国防部先进研究计划局还准备研制出精确定位、导航和授时时间更持久的微型惯性导航系统。美军也对该系统的未来发展充满信心。安德瑞·席克尔认为,就像30年前人们没有预想到GPS会发展到目前如此程度一样,在未来20年新一代微型惯性导航系统的发展程度也是无可限量的。(本报特约记者张亚昕李晓东)

资料显示,GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

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