美国GPS现代化计划

为了使GPS更好地满足军事、民间和商业用户不断增长的应用需求，美国决定用先进技术改进和完善GPS系统。其现代化计划主要包括以下内容：

增加新的GPS信号。美国计划在2005－2008年发射8颗改进的导航卫星，在卫星上播发新的军码和第二民码，同时计划在2006－2010年发射的导航星上增设第三民码。新增军码信号将比现在使用的信号强度高得多，具有较强的发射功率、抗干扰能力和保密性能等优点，以便于军用接收机直接捕获。

新增军码还使得美军在战时有权对某一地区的其他信号进行干扰或暂时关闭，剥夺对方使用GPS信号的能力。

第二民码与以前的民码相比，具有较强的数据恢复和信号跟踪能力，能进一步提高导航定位精度。

增设第三民码，主要是为了防止机场的地面引导雷达对民航使用的GPS信号造成干扰。

研发新一代军用GPS接收机。为提高GPS的抗干扰能力，美国正在研制新一代军用GPS接收机。在新型GPS接收机中，最重要的两项技术是GPS接收机应用组件和防欺骗模块。其中接收机应用组件是一种标准电子插件，可将其加在未来的飞机、舰艇、导弹和各种武器中，目的是确保安全性、互通性，减少非标准接口、定义和功能的数目。防欺骗模块是第二代的GPS技术产品安全模块，用于保护保密的GPS算法、数据和校准。

增强和关闭GPS发射信号。针对GPS信号容易受干扰和被他国战时利用的弱点，目前美军正设法增加GPS导航卫星的1个可控窄波束天线，并通过该窄波束天线增大发射功率来提高信号强度。其中可控天线至少能使4颗卫星的波束指向某一作战区域，而地球上其他区域的接收信号强度却不会明显降低。这样就会迫使敌方提高干扰机的信号功率，以确保其干扰的有效性。随着干扰机体积的增大和干扰功率的增加，干扰机更容易被探测，更容易受到“哈姆”反辐射导弹武器的攻击。同时，美军在战时也可通过控制卫星波束天线的指向，暂时关闭某一地区的GPS信号，从而使对方军队难以利用GPS系统。

改善地面设备。主要工作包括：更新GPS地面测控设备，增加地面测控站的数量；用新的数字接收机和计算机来更新专用的GPS监测站和有关的地面天线；采用新的算法和软件，提高测控系统的数据处理与传输能力等。

GPSⅢ计划。当前的GPS现代化工作能使星座维持运行到2010年，为了满足到2030年的军、民用要求，美国已着手开发GPSⅢ和相关的地面控制网，以便在2010年后使用。

GPSⅢ计划的目标是，提供能满足当前和未来军、民两用需要的GPS结构方案。从2004年起，美国国防部开始研究GPSⅢ的采购和结构概念，以便验证系统要求。GPSⅢ将选择全新的优化设计方案，放弃现有的24颗中轨道卫星，采用全新的33颗高轨道加静止轨道卫星组成。GPSⅢ的卫星首次发射计划定于2009年，全部卫星在轨运行将在2015－2020年实现。据介绍，与现有GPS相比，GPSⅢ的信号发射功率将提高100倍，信号抗干扰能力提高1000倍以上，授时精度将达到1ns，定位精度提高到0.2～0.5m，这样可以使GPS制导弹药的精度达到1m以内。

通过实施现代化计划，GPS的定位、导航和授时能力将得到进一步提高。改善后的GPS将为美军提供抗干扰能力更高和信号安全性更好的服务，同时可在未来作战中剥夺其他国家使用GPS的权力。