美軍研製GPS系統替代品 新導航系統存在兩大難題

【環球時報綜合報道】美國《防務新聞》網站28日報道，美軍正在研製新型導航定位設備，以替代現在廣泛使用的GPS衞星定位導航系統。

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報道稱，GPS之所以被美軍詬病，主要是由於該系統過於依賴脆弱的天基衞星系統。衞星在戰時極易被幹擾、破壞，或受到網絡攻擊，自身安全性難以得到有效保證。美國軍事專家擔心的是，儘管明知GPS系統存在安全隱患，美軍對其依賴程度還在不斷提升。

為有效解決GPS安全性問題和美軍對精確定位、導航、授時服務的需求之間難以調和的矛盾，美軍開始積極尋求GPS的替代品。據稱，基於現代原子物理學最新成就的微型慣性導航技術是未來代替GPS的一個重要的技術解決方案。慣性導航系統是人類最早研發明的導航系統之一。早在1942年德國在V-2火箭上就率先應用了慣性導航技術。從2009年，美國國防部先進研究項目局就深入進行新一代微型慣性導航技術的研發與測試工作。據悉，這種新一代導航系統主要通過集成在微型芯片上的三個原子陀螺儀、加速器和原子鐘精確測量載體平台相對慣性空間的角速率和加速度信息，利用牛頓運動定律自動計算出載體平台的瞬時速度、位置信息併為載體提供精確的授時服務。

目前，美軍在發展這種新一代微型慣性導航系統上主要還存在兩大技術難題。一是該導航系統能自主進行精確引導的時間過短。報道援引美國防部先進研究計劃局項目經理安德瑞·席克爾的話稱，微型慣性導航系統現階段只能提供約20秒的高精度定位與導航服務。因此該系統目前只能作為GPS的備份與補充，無法成為GPS的有效替代品。其次，微型慣性導航系統終端設備的成本遠比GPS終端設備高。安德瑞·席克爾抱怨説：“總不能把一套價值100萬的美元慣導系統安裝在一枚僅值100萬美元的導彈上吧!”

為提高微型慣性導航系統的實用性，美國防部先進研究計劃局正在大力進行該系統的集成化和耐久性研製工作。美軍的近期目標是研發出一種只有1美分硬幣大小的超小型導航晶片。該導航晶片不僅能夠提供3分鐘左右的精確定位、導航服務，而且其生產成本還將嚴格控制在1000美元以內。據稱，美軍進行了大量科學調查和統計後發現，目前和未來相當長時期內，美軍現役70%的導彈需要定位導航系統制導飛行的總時間不會超過3分鐘。美國防部先進研究計劃局還準備研製出精確定位、導航和授時時間更持久的微型慣性導航系統。美軍也對該系統的未來發展充滿信心。安德瑞·席克爾認為，就像30年前人們沒有預想到GPS會發展到目前如此程度一樣，在未來20年新一代微型慣性導航系統的發展程度也是無可限量的。（本報特約記者張亞昕李曉東）

資料顯示，GPS是英文Global Positioning System(全球定位系統)的簡稱。GPS起始於1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。20世紀70年代，美國陸海空三軍聯合研製了新一代衞星定位系統GPS。主要目的是為陸海空三大領域提供即時、全天候和全球性的導航服務，並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，經過20餘年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衞星星座己佈設完成。