美國RNT基金會提出的替代GPS的彈性授時需求提案給了什么建議？

  日前，美國彈性導航和授時(RNT)基金會發布了一份白皮書，提出了***需求提案(RFP)的屬性，以獲取授時服務。

  據了解，新白皮書在RNT基金會去年10月發布的白皮書（題為《國家彈性國家授時架構》）的基礎上，進一步強調了當前大部分直接或間接來自GPS的授時服務，在網絡、交通、金融、工業和其他應用領域都起到了極其重要的作用。

圖源丨RNT基金會

 與去年10月發布的白皮書只是討論了如何相對容易且成本低廉地建立滿足NTRSA要求的國家彈性授時架構相比，新白皮書的建議則是更為直接，建議***與商業提供者簽訂服務合同，而不是去建立自己的系統，同時還概述了***在獲取授時服務時可能使用的一些要求和評估標準。

以下是新版白皮書提出的一些建議和概述。

——目標

 白皮書架設，此類采購的目標應該是建立聯邦授時“骨干網”。這將滿足NTRSA的要求，NTRSA認識到授時對于許多應用至關重要，也是大多數電子定位和導航系統的基礎。

 建立這種骨干網將為用戶提供GPS中斷時的替代方案和安全保障網，并在其他時候實現更具彈性和更可靠的服務。

替代方案和安全保障網

 作為骨干網，它將提供給其他機構和個人能夠建立與應用的基本的基礎服務。預計新服務將包括：

 支持全國范圍內的各種公共和私人應用。

 完全獨立于GPS和其他GNSS并且具有最少或沒有常見故障模式。

 提供多種不同的授時交付方法。

 為固定和移動用戶提供服務。

 關于“為固定和移動用戶提供服務”這一個服務，白皮書特別指出，移動設備在使用授時信號之前必須知道它們所在的位置。因此，所選系統或系統組合還必須在基本級別向移動用戶提供獨立于GPS的位置信息。

——要求

 白皮書設想，成功的提案將需要滿足許多要求，包括：服務于整個美國離岸約200英里的陸地區域、領空和沿海水域。使所有固定和移動用戶能夠訪問至少一個非天基源（以確保沒有GPS/GNSS的常見故障模式）。所有位置的授時精度均在世界協調時間 (UTC)的500納秒以內。對于50個最大的都市區，此精度應在UTC的100納秒以內。具有一種或多種完好性保障措施，以提供用戶對系統非常高的精度、連續性和可用性的信心，類似于飛機的導航信標性能監測和控制系統。

飛機的導航信標性能監測和控制系統

——評估標準

 對***來說，幸運的是許多系統和公司已經能夠提供所需的服務。如何決定選擇哪個可能是項重大的工作。RNT基金會白皮書建議的一些評估標準總共包括八個方面。

 一是年度成本。雖然成本不是此次收購的***考慮因素，但***始終有責任讓納稅人將其作為重要因素進行權衡。

 二是每單位覆蓋區域所需的基礎設施。這已被交通部認定為一個非常重要的考慮因素。基礎設施的數量不僅會影響成本，還會對環境和社區產生影響。

 三是頻譜。帶內和帶外傳輸造成的信號中斷，一直是GPS的重要問題。新的PNT的無線和射頻服務應盡可能減少頻譜問題。頻譜頻段預留、許可、預先分配的頻段、其他頻段和相鄰頻段的使用都將被考慮在內。

 四是滲透率。雖然***可能不會將此列為要求，但服務到達水下、地下和室內位置的能力可能是可取的，并且是提案評估的一部分。

 五是彈性。GPS信號易受干擾的影響，無疑會使潛在備份和補充系統的彈性成為一個主要問題。RNT基金會的白皮書討論了兩種彈性——可操作性，以及復原性。

 六是運營彈性。它被定義為“一個系統、系統組合或服務的抗中斷（例如：干擾、欺騙、物理遮擋對服務產生負面影響）的能力。”一種衡量彈性的方法可能是破壞信號工作所需的能量。

 七是復原彈性，它被描述為“服務在中斷后恢復正常運行的速度和難易程度”。

 八是網絡安全。同樣，網絡安全被視為有兩個組成部分，***個是網絡安全，定義為系統與網絡隔離或連接的程度。其次是信號安全性，也就是保護信號免受滲透和模仿的程度。

保護信號免受滲透和模仿的程度

 實際上，新白皮書的發布并非突發所想，早在2018年，當時的國家授時彈性和安全法案(NTRSA)并明確要求建立一個或多個系統作為提到方案，并作為GPS授時的備份。

 而在今年的5月，電信行業標準組織與電信行業解決方案聯盟(ATIS)也發言稱，要大力支持聯邦資助的GPS替代方案。在給國會兩院***人的信中，ATIS提到“迫切需要為美國替代定位、導航和授時(PNT)系統的部署和采用提供資金。關鍵基礎設施，包括美國電信業”。比如蘭德公司，蘭德公司在今年5月份發布的一項為期兩年的研究也支持聯邦***對GPS授時和定位備份的需求。雖然這篇報告竭盡全力反對重復的類似GPS的能力，但它悄悄地建議聯邦支持國家授時系統和定位服務，以服務E-911系統。

 除了行業的關注，太空部隊也已經揭示了對GPS和其他天基系統存在的嚴重***威脅。各種殺手級衛星、激光和其他***已將太空從避難所變成了潛在的戰場。雖然沒有特別呼吁GPS的替代方案，但太空部隊的公告已經明確表示，美國需要“擺脫GPS的視線”。建立至少一個類似于我們對手操作的地面替代系統，美國運輸部前部長助理格雷格·溫弗里（Greg Winfree）表示，將對于衛星和信號的吸引力要小得多。

衛星和信號

 對于GPS的替代方案可以說是“萬事俱備，只欠東風”。這個“東風”就是聯邦資金，聯邦的資金支持可以有效地降低免費GPS服務對于替代方案的抑制。但是，難點就在于此，目前看來，資金到位***無期。