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SpaceX星链卫星能够取代GPS,没有同级别对手。
作者:ABCNBC
发表时间:2021-09-30
更新时间:2021-09-30
浏览:1619次
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多方确认,SpaceX星链卫星能够取代GPS,没有同级别对手。让美军在未来战争中立于不败之地

原创2021-09-26 14:57·成吉思刊

10多天前,成吉思刊曾推测,成功发射过1789颗星链卫星的SpaceX,将来很有可能是通导遥通吃。

如今,这种推测已变得越来越现实。

根据美国俄亥俄州立大学的一项最新研究成果,经过复杂算法建模后,研究人员通过马斯克的六颗星链卫星,可以实现地球表面8米的定位精度。该研究成果于9月22日在圣路易斯召开的美国导航研究所年会上分享。



没有同级别的对手
这项研究得出的结论非同小可,尤其从国防角度来说。

众所周知,包括美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、中国北斗、欧洲伽利略等导航卫星的数量都不多,而且因处于高轨道,距离地球距离遥远,可以通过多种手段进行信号干扰,从而在战术上不至于完全被动。

但是,如果马斯克的低轨道星链卫星也能实现导航功能,那就意味着一个数量庞大、离地球很近的卫星群,可以提供更高精度、更加稳定的导航服务能力。这种优势,是传统导航卫星无法匹敌的。按照目前的竞争态势,几乎没有哪个国家的任何一家企业能够与SpaceX正面抗衡。



所谓通导遥通吃,是指SpaceX星链卫星既可以用于通信,也可以用于导航和遥感。在以往,通信卫星、导航卫星和遥感卫星基本上都是相对独立的。

美国政府和军方的资助
进行该项研究的,是美国俄亥俄州立大学多模态保证导航自动车辆研究中心(CARMEN),美国加利福尼亚大学欧文分校的两位研究人员也共同参与。

CARMEN在美国的地位举足轻重,是美国交通部授予的大学交通研究中心,全美国总共只有四个这样的大学交通研究中心。扎克·卡萨斯担任该中心的主任,也是该研究项目的主要负责人。

值得注意的是,这项研究是美国的国家级课题,得到了美国海军研究办公室、美国交通部和美国国家科学基金会的资助。也就是说,这项研究有着浓厚的军方支持背景。



这也是首次由SpaceX公司以外的研究人员,利用星链卫星进行导航方面的研究。星链卫星是以通信为核心的一个卫星互联网星座计划。

研究人员称,他们不需要SpaceX公司的帮助,就可以使用星链卫星的信号。但也强调说,他们获得星链卫星的实际通信数据,只能获得与卫星位置和运动相关的信息。

7.7米范围内的定位精度
项目负责人卡萨斯表示,他们会窃听星链卫星的位置和运动信息,然后通过复杂的算法模型来找出所处的位置。他认为,这种算法的工作原理非常准确。

卡萨斯确认说:“尽管星链卫星并不是为导航目的而设计的,但研究证明,通过深入研究该卫星系统的各个部分,可以将它用于导航。”



卡萨斯带领的项目团队开发出一种算法,从而可以使用多颗星链卫星的信号,来定位地球上的位置。然后,他们在加利福尼亚大学欧文分校的校园内架设天线,试图利用星链卫星网络来精确定位该天线的位置。

结果,他们在大约7.7米范围内确定了天线的位置。通常情况,GPS导航卫星会在0.3米到5米范围内定位到设备的位置。

卡萨斯说,随着星链卫星的持续增加,基于星链卫星的导航和地理定位技术及其信号的准确性也会提高。

比GPS更安全
目前,GPS是美国主流的卫星导航系统。卡萨斯说,他们团队的研究成果,可能会让政府或其他机构考虑使用星链卫星系统作为GPS的替代导航系统,而且可能还是更加安全的导航系统。

美国GPS导航系统已经使用了30多年,其信号是对公众开放的,类似于开源软件。对于像智能手机、可穿戴健身设备和汽车等需要开发或使用GPS接收器的公司来说,GPS是不可或缺的。但是,GPS等卫星导航系统的开放性,也会在安全上存在隐患,比如系统容易受到攻击。

另外,GPS卫星比低轨道卫星离地球更远,这也使得GPS卫星的信号更弱,因此更容易受到干扰。地球同步轨道上的 GPS 距离地球的距离约为3.78万公里。



对GPS信号的干扰攻击,严重的甚至可以完全破坏GPS信号,这对于航空等领域来说,是一个日益严重的问题。对GPS的欺骗攻击,可以操纵特定车辆出现在指定的位置,又或者接管车辆的路径规划。例如,一些攻击已经超越了军用和民用无人机、海上船只,甚至特斯拉公司的自动驾驶设备。

卡萨斯说,星链卫星系统对导航领域的专家很有吸引力。迄今为止,星链卫星的信号都是私有的,因为SpaceX并没有与政府机构或者研究人员分享使用,这使得它相对安全。同时,星链卫星比GPS卫星更接近地球,从而使得信号更强而且不容易受到干扰。

而且,卡萨斯说,他们并没有去截获这些卫星发送的敏感数据信息,而只是通过了解星链卫星信号,实现导航的目标。

战略优势和战术优势
另外,星链卫星的发射频率很高,通常可以做到每几周一次,比GPS等导航卫星的发射频率要高得多,因为也意味着星链卫星可以更频繁地进行软硬件的升级。

迄今为止,SpaceX创始人埃隆·马斯克尚未对在社交媒体上对这项新研究成果发表评论。



成吉思刊认为,美国海军、交通部和国家科学基金会共同资助的这项研究,表明美国政府和美国军方很有可能会通过SpaceX的星链卫星,落地通导遥一体化项目。试想,如果数量庞大的星链卫星都装上了通信、导航和遥感载荷,或者说能够实现通信、导航和遥感功能,这在战略和战术上将会是何等级别的优势?

提示: 本博文来自于 Military 版

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