yb体育官网-最担忧的事还是发生了!星链网可军用导航,精度超民用GPS十倍

 公司相册     |      2021-11-07 10:01
本文摘要:随着马斯克“天网”启动时间越来越近,越来越多的人担忧星链网卫星可能会用于军事领域,一些人甚至相信星链网卫星可用于高精度定位,为飞机、导弹提供更准确的攻击能力。不幸的是,这些担忧是有原理的,最新的研究已经讲明,星链网可以替代GPS定位服务,精度也将凌驾民用GPS的10倍,而且不容易受到滋扰。

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随着马斯克“天网”启动时间越来越近,越来越多的人担忧星链网卫星可能会用于军事领域,一些人甚至相信星链网卫星可用于高精度定位,为飞机、导弹提供更准确的攻击能力。不幸的是,这些担忧是有原理的,最新的研究已经讲明,星链网可以替代GPS定位服务,精度也将凌驾民用GPS的10倍,而且不容易受到滋扰。GPS卫星定位GPS全称为全球卫星定位系统(Global Positioning System),是美国军方研制维护的卫星导航系统,由31颗中轨道卫星(20180公里)组成,1994年全面建成。

GPS最初用于军事领域,民用信号被居心滋扰以降低定位精度,但2000年后完全取消了对民用信号的滋扰,GPS也迅速占领了全球卫星定位市场,被广泛应用于人们生活的方方面面。GPS不停发出包罗自身位置及准确时间的信号,地面的吸收器通过这些信号来盘算自己的位置,通常误差在几米之内,精度最高可到达30厘米。然而GPS也有弱点,那就是在2万多公里的轨道上,距离太远,信号到达地面时很是微弱,很容易被意外滋扰,甚至可以通过电子战居心欺骗,导致其定位错误,甚至被误导获得假的位置信息。

美国军方严重依赖于GPS,可以说没有GPS恐怕连仗都没法打,所以一直在寻求更好的定位导航措施。SpaceX公司的星链网计划出来后,美国陆军就提供了数百万美元的资金,委托德克萨斯大学奥斯汀分校无线电导航实验室举行研究,希望使用这些低轨道卫星提供更准确的定位服务。低轨道卫星定位事实上使用低轨道卫星导航并不是新鲜事,早在上世纪60年月,美国就使用地球上空1100公里轨道上的航天器,为水师舰艇和潜艇提供位置信息。

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低轨道卫星的优点很是显着,其发射的信号极强,凌驾GPS上千倍;但缺点也不遑多让——卫星在轨道上运行极快,每颗卫星只能笼罩一小片区域,需要许多卫星才气建成定位系统。这就是美国军方想到使用星链网的原因,轨道足够低——低至340公里,高也不外1325公里;数量足够多——建成后将到达12000颗,甚至42000颗。这种低轨道、高密度的卫星,用于打造定位系统可以说适逢其会,极为完美。

于是军方找到了奥斯汀分校的托德·汉弗莱斯(Todd Humphreys)和彼得·伊恩努奇(Peter Iannucci),汉弗莱斯在2008年建立了一家初创公司Coherent Navigati,使用铱星信号打造导航系统,2015年该公司被苹果收购,旨在作为GPS的大略替代。军方称他们已和SpaceX公司签订协议,希望汉弗莱斯用一年的时间,与SpaceX公司一起研究出使用星链网卫星导航的措施。超强定位系统一些什么都不行能论者很容易就想固然地认为,GPS卫星全靠昂贵原子钟的超准确时钟授时,才气提供精准的定位服务,马斯克要是把卫星都装上这种原子钟,只怕卫星还没发射就破产了,星链网卫星怎么可能打造成准确定位系统。

这就是什么都不行能论者无法更深刻地思考问题,而只会敲键盘的原因。汉弗莱斯和伊恩努奇发现,GPS卫星的通信速度只有100比特/秒,导致它们无法传输更多的信息,好比关于其实际位置的更新更准确的数据;而星链网卫星通信速度到达了100Mb/秒,可以传输大量数据。

汉弗莱斯认为,他们不用增加硬件,只需通过软件升级,以及同现有GPS信号相联合,就可以将星链网打造成卫星定位和导航系统。这是因为星链网卫星上的GPS吸收器精度极高,到达了几厘米,可以让星链网卫星替用户完成繁重的位置盘算事情。凭据汉弗莱斯的盘算,这种使用即时轨道和时钟数据的星链网低轨道定位系统,将可以让用户的位置精度到达70厘米以内,比现在智能手机、手表和汽车中广泛使用的GPS系统精度要横跨10倍左右,而占用星链网的下行带宽不会凌驾1%,耗电不凌驾0.5%。

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最关键的是,星链网的信号很强,天线的定向也比GPS高10倍左右,所以很难被地面的滋扰机滋扰或欺骗。固然,这种低轨道定位也不是没有缺点。由于星链网是商业服务,人烟稀少的高纬度地域在前期可能不会有互联网服务;另外就是要在客户端装上昂贵的GPS芯片,而不是现在用于智能手机和手表的廉价芯片,所以用于普通用户恐怕另有很长的路要走,一些人甚至认为完全是不行能的。然而在军事领域,这恐怕确实是最完美的解决方案了。

低成本(相对建一个备份的GPS系统),抗滋扰,信号强,精度高,完全弥补了GPS的短板。固然,任何新技术的泛起,不行制止都市和军事应用联系在一起,光担忧是没有用的,临渊慕鱼,不如退而结网。这项研究9月28日揭晓在预印服务器arXiv上接受同行评议。

arXiv:Fused Low-Earth-Orbit GNSS。


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