太空部队使用 Spire 数据检测卫星干扰
作为美国太空系统司令部项目的一部分，Spire 正在提供 GPS 遥测数据以帮助检测干扰 由 Spire Global 运营的由大约 40 颗地理定位卫星组成的星座正在收集美国太空部队用来检测 GPS 干扰的数据，由于俄罗斯使用电子战战术，这个问题现在正引起全世界的关注。 Spire 正在提供 GPS 遥测数据，以帮助检测干扰，这是美国太空系统司令部运行的项目的一部分，旨在找出自动化手动数据分析技术的方法，并为军事行动提供更及时的情报。 该司令部的太空企业联盟于 9 月向 Slingshot Aerospace 授予了一份价值 200 万美元的合同，以开发一种分析工具的原型，该工具可从低地球轨道卫星获取数据。 Slingshot 的云平台分析来自 Spire 和其他扩散的 LEO 星座的数据，以检测和定位对美国卫星安全运行构成严重威胁的射频 (RF) 和 GPS 干扰。 Spire 联邦销售总监康纳布朗告诉SpaceNews，该项目正在帮助军方了解如何利用商业数据。 Spire 的立方体卫星使用一种称为 GPS 无线电掩星的遥感技术，可以从太空测量地球大气的特性。GPS 卫星在中等地球轨道（约 12,500 英里高）发射的无线电信号在穿过地球大气层时发生弯曲，并被低地球轨道的卫星接收。GPS RO 数据广泛用于天气预报和气候监测。 40颗无线电占领卫星不断收集GPS遥测数据。布朗说，对原始数据的即时分析可以表明 GPS 频段存在恶意活动、干扰或中断的迹象，但为了获得更详细的信息，卫星必须进行自定义收集。 “这是政府将告诉我们他们希望获得更多洞察力的感兴趣领域的时候，我们会委托我们的卫星收集这些地区的数据，”他说。“这就是我们真正进行信号检测提取的地方。并分析检测欺骗者。” Spire 的合同将于 6 月结束，届时将展示 Slingshot 的原型，并将在军方的统一数据库中提供数据，该数据库是由空军研究实验室和太空部队创建的企业存储库。 “我们确实希望这个计划能够得到扩展，”布朗说，这样政府就可以利用 Spire 将与 Sierra Nevada Corp 共同开发的新卫星。用于射频采集和分析。 将部署一个由四个 6U 立方体卫星组成的集群，以根据目标射频发射检测和地理定位物体。这些数据旨在帮助军事和政府组织管理射频辐射并防止射频和 GPS 干扰。 布朗说，Slingshot 原型的演示将使军方了解如何以标准化格式将购买的商业数据作为服务分发给全球用户。 “因此，购买数据并加以利用的不仅仅是一个政府机构。它是关于将数据输入系统并使任何对 RF 环境感兴趣的最终用户都可以访问该数据，”Brown 说。“所以在这方面这是一个非常创新的计划。” 阅读延申 HawkEye 360 在乌克兰检测到 GPS 干扰
GPS 无线电频率干扰可以发出即将发生的军事活动的信号。 HawkEye 360 在 3 月 4 日发布的有关过去四个月乌克兰及其周边地区 GPS 干扰的新闻稿中证明了这一点。在俄罗斯于 2 月 24 日进入乌克兰之前，这家位于弗吉尼亚州赫恩登的地理空间分析公司指出，乌克兰附近的 GPS 干扰持续且不断增加。 “这是一场现代战争，俄罗斯人利用了最新的电子战技术，”HawkEye 360 首席执行官约翰·塞拉菲尼通过电子邮件告诉SpaceNews。“这代表了俄罗斯军队正在部署的策略，以降低美国全球定位系统等天基资产的有效性。GPS 干扰是我们通过使用我们的信号检测星座和处理能力看到的证据的一个方面。” HawkEye 360 的卫星星座去年秋天开始收集 GPS 干扰信号，并“迅速将其识别为有用的监测信号，”Serafini 说。“我们继续在整个东欧收集该信号和其他数据，因为它已成为人类活动的关键指标。” HawkEye 360 使用一组卫星来监控无线电频率信号并确定它们的位置。该公司去年展示了其检测和监控 GPS 干扰的能力，现在销售相关产品。 根据 HawkEye 360 的新闻稿，在俄罗斯入侵开始前不久，HawkEye 360 分析人员在切尔诺贝利以北检测到 GPS 干扰，“表明将电子战战术融入俄罗斯军事行动，以进一步降低乌克兰的自卫能力”。 11 月，HawkEye 360 还注意到在卢甘斯克和顿涅茨克地区的亲乌克兰和俄罗斯支持的部队之间的边界附近的 GPS 干扰。根据公开信息，该公司证实该地区无人驾驶飞机的运行因干扰而中断。 GPS干扰并不总是故意的。它可能是由接近 GPS 频带的通信信号意外引起的。世界对 GPS 的日益依赖也促使军队和贩毒集团投资购买设备来干扰或欺骗 GPS 信号，并促使美国政府寻找可靠的位置、导航和定时数据的备份来源。 塞拉菲尼在一份声明中说：“无论是无意还是蓄意，妨碍人员、车辆、船舶和飞机确定准确位置的干扰都可能对政府和商业活动造成毁灭性的影响。” “由于 HawkEye 360 每天可以监测数亿平方公里，我们能够通知客户发生 GPS 干扰的时间和地点，以便他们能够快速响应以减轻影响。” 阅读延申 初创公司制定战略以增强或备份 GPS
在自动驾驶汽车、送货无人机和城市空中出租车上投资数十亿美元的公司正指望在需要时提供精确可靠的位置数据。 对于在晴朗天空下运行的智能手机来说，4.9 米的 GPS 级精度还不够好。在自动驾驶汽车可以在高速公路上加速之前，它们需要知道自己的位置在大约 10 厘米以内，大约每十亿英里就会出现一个错误。 “当您开始计算时，您会意识到车队中的几乎每辆汽车在其整个生命周期内都必须具有低于 10 厘米的精度，”位于硅谷的初创公司 TrustPoint 的首席执行官兼联合创始人帕特里克·香农 (Patrick Shannon) 说。北弗吉尼亚州正在开发一种新的全球导航卫星系统（GNSS）。 成立于 2020 年的 TrustPoint 并不是唯一一家看到 21 世纪 GNSS 增强系统或替代方案具有巨大潜力的公司。Xona Space Systems 于 2019 年在加利福尼亚州圣马特奥成立，正朝着同样的目标努力。 “GPS 旨在支持人类操作员，”Xona 首席执行官兼联合创始人 Brian Manning 说。“在现代世界中，人类正在迅速成为乘客，或者他们被完全排除在外。当涉及到准确性、安全性和弹性时，替代它们的机器有非常不同的要求。” GPS 替代品开发商业定位、导航和计时星座或替代技术的初创公司和成熟公司并不打算取代 GPS。 “GPS 非常棒，不要误会我的意思，”位于弗吉尼亚州雷斯顿的 Satelles 首席执行官 Michael O'Connor 说，该公司提供来自 Iridium Next 卫星的定位、导航和定时信号。“它已成为一种实用程序，这是问题的一部分。” 事实上，对 GPS 的依赖是如此普遍，以至于干扰或操纵其信号可能会威胁到美国的国家和经济安全。白宫在2020 年行政命令和2021 年太空政策指令中传达了这一信息。 美国运输部在测试替代定位和计时技术后于 1 月向国会提交了一份报告。国土安全部正在与网络安全和基础设施安全局合作，以确保国家关键基础设施的电网、应急服务和其他组件不仅仅依赖 GPS。 “人们意识到 GPS 是整个美国经济的单点故障，”曼宁说。“没有其他东西可以与之匹敌。” 美国政府努力寻找补充或备份 GPS 的技术正在帮助资助替代方案。 Xona 于 2020 年从美国国家科学基金会获得了一项小型企业创新研究资助，用于与拟议的低地球轨道星座相关的研究。 Satelles 是 Iridium Communications 的美国陆军合同分包商，该合同为小型卫星星座开发托管有效载荷，并应用于导航、制导和控制。 自 2016 年以来，Satelles 通过 Iridium Next 卫星上的一个频道提供时间和位置信号，该频道为原始 Iridium 星座中的寻呼保留。 “由于不再有多少人在腰带上佩戴寻呼机，我们使用 Iridium 的 L 波段频率作为我们的定位、导航和定时信号，”O'Connor 说。 Satelles 广播的编码信号可为世界各地的固定设备提供 20 米或更高的精度，并在 3 纳秒内实现精确计时。 “我们向关键基础设施部门、数据中心、无线基础设施提供商、能源公司等提供这项服务，”O'Connor 说。 自治时代TrustPoint 和 Xona 更专注于新兴市场。 TrustPoint 打算支持 21 世纪的技术，例如由商业和政府客户开发的自动驾驶汽车、空中出租车、无人机送货服务和增强现实应用程序。 根据欧洲全球导航组织 2019 年的一份报告，全球 GNSS 接收器市场从廉价的芯片组到成本超过 10,000 美元的精密设备，预计到 2029 年将从目前每年约 550 亿美元的水平增长到超过 1750 亿美元。卫星系统局。 在共同创立 TrustPoint 之前，曾在 Astro Digital 和 SpaceQuest 担任副总裁的 Shannon 考虑过各种商机。当他开始研究“创新 GPS 并振兴该行业”时，他意识到“用户群非常庞大”。 Xona 的成立着眼于自动驾驶汽车市场。Manning 的联合创始人 Tyler Reid 在福特汽车公司的控制和自动化系统部门担任研究工程师时，帮助编写了自动驾驶汽车的标准。 现任 Xona 首席技术官的 Reid 编写了“关于自动驾驶汽车准确性、完整性和弹性目标的标准，”曼宁说。“我们发现，如果你能满足自动驾驶汽车的需求，你几乎可以满足一切的需求。” 独立星座TrustPoint 和 Xona 都打算在低地球轨道上建立小型卫星星座，以提供独立于现有 GNSS 星座的全球定位、导航和授时服务。不过，最初，新星座打算通过增加 GNSS 数据以提供更高的精度来赚钱。 “利用全球已有的数百亿美元 GNSS 基础设施意味着您不必为自己的系统复制它，”Manning 说。“现在，如果某些事情完全失控，所有 GNSS 星座都出现故障或变暗，我们的系统可以继续完全独立运行，只是精度低于厘米级性能。” Xona 打算在立方体卫星上飞行其有效载荷，并通过订阅费提供服务。然而，曼宁说，在国家紧急情况下，该公司可以在所有设备上激活其服务，作为 GNSS 备份。 TrustPoint 计划通过一系列步骤建立一个微型卫星星座。 TrustPoint 联合创始人兼首席运营官克里斯·德梅 (Chris DeMay) 表示：“填充一个可以自行运行并管理自己时间以在地面上获得准确定位的星座需要时间，并且需要数百颗卫星。” “与此同时，TrustPoint 有一个可靠的计划来部署一个临时星座，该星座仍然通过增强 GPS 来增加大量价值。” 商业 TrustPoint 服务的成本很可能内置于设备中，而不是需要订阅。寻求特定安全功能的政府客户可以选择订阅。 干扰和欺骗从低地球轨道传送位置和定时信号的一个关键优势是功率。 GNSS 信号从中地球轨道传输 20,200 公里到地面接收器，可能会被低功率设备干扰。 这个问题在 2013 年得到了生动的体现，当时一名卡车司机花了不到 100 美元买了一个 GPS 干扰器，他插入了一个点烟器，无意中扰乱了纽瓦克自由国际机场的空中交通管制。 “铱卫星距离地球的距离是 GPS 卫星的 25 倍，而且它们的光束更加集中，”奥康纳说。“净影响是地面接收到的信号比 GPS 强约 1000 倍。” 凭借这种额外的力量，Satelles 在 2020 年的交通部测试中证明其信号可以延伸到室内甚至地下室。奥康纳说，额外的功率还使其“对任何有意或无意的干扰更具弹性”。 欺骗是 GNSS 客户关注的另一个问题。 Pokémon Go 是 2016 年发布的智能手机增强现实应用程序，鼓励玩家捕捉和训练虚拟神奇宝贝角色。不过，玩家很快就了解到，与其前往各个地点寻找角色，他们可以操纵 GPS 信号，使其看起来像是在其他地方。 “坐在我的沙发上制造一个恶搞器比实际去拿一只神奇宝贝要容易得多，”曼宁说。 虽然 Pokémon Go 中的欺骗不是一个严重的问题，但欺骗自动驾驶汽车的位置却是。 奥康纳说，Satelles 已经对其信号进行了编码，以使欺骗“几乎不可能”。 TrustPoint 的 DeMay 说：“在这个日益受到网络攻击和电子战困扰的世界中，我们不仅希望提供更准确的服务，而且正如我们公司名称所暗示的那样，我们希望提供一种值得信赖的服务，以支持安全关键型应用程序. 为了维护安全，Xona 计划不断更新硬件和软件。 “我们正在设计我们的安全性，以便它可以按照技术的速度进行升级，”曼宁说。 虽然定位、导航和计时初创公司之间存在合同和投资竞争，但巨大的全球市场潜力和国家安全问题使得一家公司或技术不太可能超越所有其他公司。 “我认为将有多个系统尽可能多地为 PNT 生态系统建立弹性，”香农说。“如果 GPS 出现故障，您就拥有了一个 LEO 系统。如果我们有一个疯狂的太空天气事件，有可用的地面定位系统。会有很多球员。” |
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