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美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室加大精確定位、導(dǎo)航和授時(shí)技術(shù)研發(fā)投入

發(fā)布日期:2021-04-28??來(lái)源:航空工業(yè)信息網(wǎng)我要投稿我要評(píng)論
 

據(jù)nationaldefensemagazine網(wǎng)站2021年4月22日刊文,美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)與合作伙伴加強(qiáng)合作,加大新型精確定位/導(dǎo)航/授時(shí)(PNT)技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)投入,并計(jì)劃于2022年/2024年開展各類PNT系統(tǒng)(如量子時(shí)鐘、慣性設(shè)備、射頻傳感器、磁力計(jì)等)的測(cè)試工作,推進(jìn)PNT技術(shù)的快速創(chuàng)新發(fā)展。

AFRL在太空原子鐘研發(fā)領(lǐng)域始終處于領(lǐng)先地位。在量子時(shí)鐘技術(shù)研究領(lǐng)域,量子計(jì)時(shí)功能主要利用對(duì)中子、光子、電子和質(zhì)子的操縱來(lái)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)皮秒級(jí)高精度計(jì)時(shí),最終實(shí)現(xiàn)無(wú)需依賴GPS系統(tǒng)的戰(zhàn)時(shí)授時(shí)應(yīng)用需求。這一項(xiàng)目充分契合美國(guó)國(guó)防部對(duì)于PNT技術(shù)創(chuàng)新的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)命令要求。美軍認(rèn)為,對(duì)于GPS系統(tǒng)的依賴使美軍可能受到GPS干擾/欺騙技術(shù)的影響,在戰(zhàn)時(shí)失去精確定位、導(dǎo)航、授時(shí)優(yōu)勢(shì)。隨著量子時(shí)鐘技術(shù)的發(fā)展/應(yīng)用,可使美軍在PNT技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域重新保持作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。

從美軍研究現(xiàn)狀來(lái)看,雖然量子時(shí)鐘系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn),但系統(tǒng)尺寸、重量、功率縮減等問(wèn)題仍需進(jìn)一步探索。

在PNT技術(shù)領(lǐng)域,AFRL還在研發(fā)導(dǎo)航技術(shù)衛(wèi)星-3(NTS-3)衛(wèi)星系統(tǒng)。作為AFRL的一顆PNT試驗(yàn)衛(wèi)星,NTS-3項(xiàng)目旨在驗(yàn)證新型天基軍用PNT體系架構(gòu)的彈性(檢測(cè)/減少干擾)/魯棒性。NTS-3衛(wèi)星已于2020年通過(guò)關(guān)鍵設(shè)計(jì)審查,預(yù)計(jì)將在2023年發(fā)射到地球同步靜止軌道(GEO)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

AFRL表示,NTS-3衛(wèi)星系統(tǒng)有望成為一種可替代的PNT能力。因?yàn)閭鹘y(tǒng)GPS系統(tǒng)等同于使用一個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行授時(shí),一旦出現(xiàn)偏差,只能從備份渠道重新同步。但是,NTS-3衛(wèi)星系統(tǒng)利用三種不同類型的授時(shí)設(shè)備和計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)最佳基準(zhǔn)授時(shí),系統(tǒng)可靠性/精準(zhǔn)性更高。

另外,在時(shí)間同步應(yīng)用領(lǐng)域,AFRL還在積極開展量子計(jì)算/量子傳感器技術(shù)研究。新的光學(xué)/射頻數(shù)據(jù)鏈可為武裝部隊(duì)提供精準(zhǔn)時(shí)間同步服務(wù)。該新興技術(shù)可有效支撐美軍聯(lián)合全域指揮控制作戰(zhàn)(JADC2)理念,實(shí)現(xiàn)美軍軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(如美國(guó)空軍“先進(jìn)作戰(zhàn)管理系”統(tǒng)/ABMS、美國(guó)陸軍“融合計(jì)劃”/Project Convergence、美國(guó)海軍“壓制計(jì)劃”/Project Overmatch)中關(guān)鍵PNT同步需求。

圍繞時(shí)間同步管理需求,AFRL近期與科羅拉多州博爾德的量子技術(shù)制造商ColdQuanta公司簽訂了一項(xiàng)價(jià)值75萬(wàn)美元的合同,用于開發(fā)高性能微型離子阱系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足量子網(wǎng)絡(luò)、量子計(jì)算、量子計(jì)量、量子計(jì)時(shí)等多種量子領(lǐng)域應(yīng)用需求。

AFRL指出,后續(xù)AFRL將在安全通信,精確定時(shí),精確導(dǎo)航和量子計(jì)算等多個(gè)領(lǐng)域加大投入。據(jù)預(yù)算報(bào)告顯示,2020財(cái)年~2025財(cái)年,AFRL在上述研究領(lǐng)域的投資額將達(dá)到1.5億美元左右。

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