COTS|全集成商用现货方法实现在无GPS环境下为地面车辆提供定位导航授时信息

引言

军方对GPS数据依赖会带来潜在漏洞，日益引起人们的重视。这就使人们寻求新的部署方式对GPS威胁进行检测，并在无GPS的环境下为作战人员提供定位、导航和授时(PNT)信息。

军方依赖全球定位系统（GPS）提供地理位置和地图信息等数据；它还提供用于任务同步，以及其他大量行动的关键时间信息。如果提供GPS数据的卫星无法使用，或者由于地形条件（人们）获取不到这些数据，那么多数地面车辆系统都将受到影响。为弥补GPS数据的丢失，并提供一种替代资源，提供可信任的GPS数据以防止敌军传递虚假PNT数据，系统设计者开发了可提供互补PNT信息的子系统。基于地面的GPS接收器应用模块(GB-GRAM)、惯性导航系统(INS)、芯片级原子钟(CSAC)以及其他互补PNT服务的组合，使得作战人员能够建立可靠的PNT真实信息。

地面车辆中的可靠GPS的日益普及成为美国陆军的VICTORY系统（指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察/电子战互操作性车载集成）发展的关键因素。通过在地面车队中推广与“VICTORY”体系兼容方法的手段之一，就是去除目前车辆外部的复杂混乱的GPS天线，而使每一个GPS天线都独立支持于单通道子系统。由于“VICTORY”系统能够在各个平台的电子子系统之间实现基于网络的数据共享，因此一个车用GPS天线即可实现其功能。

“螺栓式”方法采用独立封装增加车辆的SWaP

为了在无GPS环境中提供可靠定位、导航和授时（A-PNT）服务，最近出现了两种相互竞争的方式。一种方法是，车辆的可选择有效反干扰模块，防御性高级GPS接收（SAASM DAGR）单元，该单元提供车辆的基于串行的ICD-GPS-153兼容服务，并安装在一个独立的设备中，该设备采用独立封装。在这种情况下，添加互补的定位导航授时（PNT）服务，如芯片级原子钟（CSAC）服务和VICTORY系统可能会要求将拓展组件安装到设备中。

此外，在这种方法中，为了提供确保A-PNT服务所需的惯性导航系统功能，（军方）还需要一个独立的第三方外部装置。这种装置进一步增加了车辆的尺寸、重量和功耗(SWaP)负担。另外，由于DAGR设备暴露于机舱环境中，而不是被封装在坚固车体内部，因此与车辆天线和GPS相关子系统通信所需的众多电缆也被暴露在外。

利用商用现货产品集成方法实现可靠的A-PNT服务

另一个方法利用开放式商用现货(COTS)单链可替换单元(LRU)中的现有建模工具，该装置现已应用于车辆中。此方法将A-PNT功能基本嵌入现有底盘，与“螺栓式”方案相比，有着绝对的优势。这样一种装置可以通过集成GB-GRAM，INS，CSAC和其他互补PNT服务来支持A-PNT，以便在现有底盘内建立可靠的A-PNT服务。与DAGR螺栓连接的方法相比，将A-PNT服务集成到已经内置的LRU，可以去除整个DAGR接收器设备，从而不需要单独的INS子系统，并且可以移除所有DAGR裸露的布线。

用于存储A-PNT的现有LRU方法不会额外占用车辆内部的空间，并且只需要对车辆进行最小的配置更改。这种开放架构的方法通过经济高效的增量升级降低了总体成本，减轻了后勤负担，并且为技术集成提供COTS地图。使用基于COTS的LRU设计可以简化额外的技术状态A-PNT服务的部署。例如，它简化了从GB-GRAM升级到M-CODE（军用代码）GB-GRAM的过程。