ดาวเทียมในอนาคตหลายร้อยดวงอาจได้รับข้อมูลประเภท GPS

ดาวเทียมในอนาคตหลายร้อยแห่งภายใต้ National Defense Space Architecture (NDSA) อาจบรรทุกข้อมูลประเภท GPS เพื่อเสริม ปรับปรุง และสำรองดาวเทียม GPS ตามกรมพัฒนาอวกาศของกองทัพอากาศ (SDA)

SDA “สนใจที่จะขยายบริการ L-band Position, Navigation and Timing (PNT) ต้นทุนต่ำเป็นเพย์โหลดบน SDA Tranche 2 Transport Layer” ต่อคำขอข้อมูล (RFI) วันที่ 3 พ.ย.

“เพย์โหลด PNT จะรวมถึงเครื่องกำเนิดสัญญาณ PNT ที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้บนวงโคจร แอมพลิฟายเออร์กำลังสูงขนาดกลาง (HPA) และเสาอากาศลำแสงกว้างแบบคงที่ที่เกี่ยวข้อง” RFI กล่าว “เป้าหมายคือการเพิ่มจำนวนน้ำหนักบรรทุกที่มีต้นทุนต่ำนี้ไปยังดาวเทียมหลายร้อยดวงภายใน SDA Tranches ในอนาคต ซึ่งอาจเร็วเท่า Tranche 2 ตามหลักการแล้ว โซลูชันจะได้รับการแจ้งอย่างสูงจาก Tranche 1 Transport Layer และแบ่งปันวิธีการทางเทคนิคและฮาร์ดแวร์ตามขนาดที่เป็นไปได้ , น้ำหนัก, กำลัง, ต้นทุน (SWAP-C), ความพร้อมทางเทคนิคและความสามารถในการผลิตจะเป็นข้อจำกัดที่สำคัญ”

SDA ซึ่งมีคำขวัญว่า เร็วกว่าเสมอภาษาละตินสำหรับ “เร็วกว่าเสมอ” วางแผนที่จะเปิดตัว NDSA คราวทุกสองปี ดาวเทียมในชุดที่ 1 ซึ่งให้การเชื่อมโยงข้อมูลทางยุทธวิธีระดับภูมิภาค การตรวจจับขีปนาวุธขั้นสูง และการกำหนดเป้าหมายนอกแนวสายตา จะเปิดตัวในปีงบประมาณ 2567 ส่วนชุดที่ 2 ซึ่งรวมชุดที่ 1 สำหรับการใช้งานทั่วโลก จะเปิดตัวในปีงบประมาณ 2026.

“สอดคล้องกับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของความสามารถของ NDSA คำสั่งของ DoD และหน่วยรบของสหรัฐฯ ได้ระบุกลุ่มดาว LEO ที่เพิ่มจำนวน SDA ว่าเป็นแหล่งที่มีศักยภาพสำหรับการส่งบริการ PNT ที่จะเสริม เสริม และสำรองในกรณีสุดโต่ง กับ GPS” RFI ของ SDA 3 พ.ย. กล่าว “ด้วยวิธีนี้ บริการ SDA PNT สามารถทำหน้าที่เป็นความสามารถในการมองไปข้างหน้าภายใน NAVWAR [Navigation Warfare] การวางแผนและปฏิบัติการความยืดหยุ่น การนำบริการ SDA PNT ไปใช้จะเข้ากันได้กับโปรแกรมอุปกรณ์ผู้ใช้เครื่องรับ PNT ที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (SDUE) ที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ของกองทัพ และอาจเป็นการอัพเกรดซอฟต์แวร์เป็นโปรแกรม Modernized GPS User Equipment (MGUE) Increment 2”

RFI กล่าวว่าหน่วยงาน “คาดหวัง” โซลูชันระดับความพร้อมด้านเทคโนโลยีสูง “โดยชอบอุปกรณ์ COTS ที่มีสายเลือดเนื้อที่อ้างอิงถึงการลดต้นทุนการผลิตผ่านปริมาณและความพร้อมใช้งาน”

“ระบบนี้อาจต้องใช้แอมพลิฟายเออร์แยกกันสองตัวและตัวแยกสัญญาณที่เกี่ยวข้อง SDA สนใจทั้ง HPA แบบไวด์แบนด์เดี่ยวและแอมพลิฟายเออร์สองตัว” ตาม RFI “เครื่องกำเนิดสัญญาณ PNT แบบ SDA แบบ on-orbit ราคาประหยัดควรลด SWAP-C ให้น้อยที่สุด ซึ่งน่าจะใช้ SDR อย่างใดอย่างหนึ่ง [software-defined radio] หรือFPGA [field-programmable gate array]”

ในขณะที่เพนตากอนได้พิจารณาทางเลือก 11 ทางแทน GPS แต่สภากำกับดูแล PNT ของ DoD ได้เน้นย้ำถึงการย้ายภาพไปยังสัญญาณ GPS ที่ป้องกันการรบกวน ป้องกันการปลอมแปลง และเข้ารหัส M-code และควรจัดลำดับความสำคัญทางเลือก GPS แทน ตามสำนักงานความรับผิดชอบของรัฐบาล (GAO) ) รายงานในเดือนสิงหาคมสำหรับคณะกรรมการบริการอาวุธวุฒิสภา (กลาโหมรายวัน17 ส.ค.)

สภาซึ่งมีประธานร่วมโดยหัวหน้าการจัดหาเพนตากอนและรองประธานเจ้าหน้าที่ร่วม “ได้ให้ความสำคัญกับการปรับปรุงระบบ GPS ที่มีอยู่ให้ทันสมัยมากกว่าความพยายามอื่น ๆ ของ PNT ในระหว่างการประชุมครั้งล่าสุด และไม่มีวัตถุประสงค์เชิงกลยุทธ์หรือตัวชี้วัดเพื่อวัดความคืบหน้าใน ความพยายามทางเลือก” ตามรายงานของ GAO “วัตถุประสงค์และตัวชี้วัดที่กำหนดไว้จะช่วยให้สภาสามารถวัดประสิทธิภาพโดยรวมได้ดีขึ้น และลดช่องว่างที่อาจเกิดขึ้นในความสามารถของ PNT เมื่อกองทัพเปลี่ยนไปใช้ M-code”

ทางเลือกสี่จาก 11 ทางเลือกสำหรับความพยายามของ GPS คือเครื่องรับ PNT หลายตัว ซึ่งเป็นกล่องระบบเปิดที่สามารถรวมแหล่ง PNT ได้หลายแหล่ง รวมถึง GPS M-code เซ็นเซอร์เฉื่อย และนาฬิกา เพื่อให้กองกำลังทหารสามารถปฏิบัติภารกิจต่อไปได้แม้ว่าจะมี PNT ตัวเดียว แหล่งที่มาจะใช้งานไม่ได้ จากโปรแกรมรับ PNT หลายตัวของการรับราชการทหารสี่โปรแกรม โดยสองโปรแกรมโดยกองทัพสหรัฐฯ หนึ่งโปรแกรมโดยกองทัพเรือสหรัฐฯ และอีกหนึ่งโปรแกรมโดยกองทัพอากาศสหรัฐฯ มีเพียงระบบนำทางเฉื่อยระบบกำหนดตำแหน่งบนโลกที่ยืดหยุ่น-ฝังตัวของกองทัพอากาศ (R-EGI) เท่านั้น กรณีธุรกิจที่มั่นคง GAO กล่าว

ในเดือนกุมภาพันธ์ปีที่แล้ว Air Force Life Cycle Management Center ได้รับรางวัล Huntsville, Ala.-based โซลูชั่นแบบบูรณาการสำหรับ Systems, Inc. สัญญามูลค่า 95 ล้านดอลลาร์สำหรับโครงการ R-EGI ระยะที่ 2 ซึ่งจะเป็นการลงสนามครั้งแรกบนเครื่องบินขับไล่ F-16

“ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา DoD ได้พัฒนาความสามารถ GPS แบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งรู้จักกันในชื่อรหัสทางการทหาร หรือ M-code” รายงานของ GAO กล่าว “ในขณะที่ M-code เป็นสัญญาณที่แข็งแกร่งกว่าด้วยการเข้ารหัสที่ล้ำหน้ากว่า การพัฒนากำลังดำเนินการมานานกว่าทศวรรษ โดยความสามารถในการปฏิบัติการเบื้องต้นยังเหลืออีกหลายปี”

นอกจากนี้ GAO ยังกล่าวอีกว่าค่าใช้จ่ายในการย้ายไปยัง M-code “น่าจะมากกว่า $2.5 พันล้านดอลลาร์ที่ระบุจนถึงปีงบประมาณ 2021 หลายพันล้านดอลลาร์ เนื่องจากงานที่สำคัญยังคงอยู่”

“นอกจากนี้ เครื่องรับ PNT ในปัจจุบันไม่ได้ออกแบบมาให้เพิ่มแหล่งข้อมูล PNT ใหม่ได้อย่างง่ายดาย” รายงานกล่าว “เรารายงานในปี 2564 ว่าเครื่องรับ PNT ดังกล่าวเป็นความท้าทายในการเพิ่มความสามารถใหม่ๆ เนื่องจากระบบเหล่านี้ไม่สามารถอัพเกรดได้ในราคาประหยัด”

นอกจากเครื่องรับ multi-PNT สี่เครื่องแล้ว ยังมีทางเลือกอื่นอีกเจ็ดทางเลือกสำหรับภารกิจ GPS ได้แก่ Automated Celestial Navigation System (ACNS) ของกองทัพเรือ, PNT Upgrade เป็น Cooperative Engagement Capability (CEC) และระบบนำทางเฉื่อย AN/WSN-12 ; การนำทางทางเลือกของกองทัพบก (ALTNAV) และอาวุธและอาวุธยุทโธปกรณ์ที่รับประกันความแม่นยำ (APWM); เทคโนโลยีการนำทางของกองทัพอากาศดาวเทียม-3 (NTS-3); และการกระจายเวลาวิกฤตของ DoD

DoD ในการตอบสนองต่อ GAO กล่าวว่ารายงานประจำปีโดย PNT Oversight Council จะทำให้สภาคองเกรสรับทราบถึงวัตถุประสงค์ของทางเลือกของสภาต่อ GPS และวิธีที่ DoD บรรลุเป้าหมายดังกล่าว

การทำให้แน่ใจว่ากองกำลังสหรัฐฯ เผชิญกับการหยุดชะงักน้อยที่สุดในภารกิจของพวกเขาในพื้นที่ที่มีการรบกวนจาก GPS ถือเป็นลำดับความสำคัญตามที่ระบุไว้สำหรับกระทรวงกลาโหม

ตัวอย่างเช่น กองทัพอากาศได้เริ่มใช้ระบบเรดาร์ช่วยกำหนดเป้าหมาย (RATS) สำหรับเครื่องบินทิ้งระเบิดล่องหน B-2 ในปี 2018 และการบริการกำลังลงพื้นที่ Northrop กรัมแมน [NOC] ระบบในปีนี้ (กลาโหมรายวัน14 กรกฎาคม)

RATS “ปรับปรุงความสามารถในการใช้อาวุธที่มีความแม่นยำเกือบแม่นยำอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องใช้ GPS” Northrop Grumman กล่าว “RATS เป็นองค์ประกอบสำคัญของการปรับปรุงนิวเคลียร์ B-2 ให้ทันสมัย ​​เนื่องจาก GPS อาจไม่พร้อมใช้งานในระหว่างภารกิจของกองกำลังเครื่องบินทิ้งระเบิด RATS จะให้พิกัดออฟเซ็ตเหนือ ตะวันออก และล่างแก่แพลตฟอร์มตามการกำหนดเรดาร์ของลูกเรือทางอากาศ โดยต้องการเพียงภาพเดียวต่อเป้าหมาย”