模塊化開放系統(tǒng)方法（MOSA）的使用將有利于將替代位置，導航和定時（PNT）技術集成到平臺中的努力。此外，MOSA可以增加競爭和創(chuàng)新，同時減少專有系統(tǒng)的使用和相關成本。

美國軍方越來越依賴GPS衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)。GPS星座由31顆中地球軌道衛(wèi)星組成，為軍方提供其位置、導航和授時（PNT）信息的主要來源。PNT 數(shù)據(jù)用于確定位置、確定方向和規(guī)劃路線，同時實現(xiàn)情報、監(jiān)視和偵察 （ISR） 數(shù)據(jù)的融合。從 1970 年代開始，海軍是第一個使用 GPS 的海軍;后來，在1991年的波斯灣戰(zhàn)爭期間，GPS的使用擴展到地面車輛。今天，據(jù)估計，陸軍有50萬個GPS接收器在使用中。

有了如此有價值的系統(tǒng)，GPS受到威脅也就不足為奇了。2020 年，一個國會國防工作組報告說，GPS 可能是美軍的單點故障。對手正在積極發(fā)展電子戰(zhàn)（EW）能力，例如GPS干擾器和欺騙器，以及陸基反衛(wèi)星武器。訪問連續(xù)的GPS數(shù)據(jù)需要在平臺和衛(wèi)星之間保持清晰的視線，這在城市戰(zhàn)斗情況下并不總是可行的。美國國防部（DoD）認識到可能失去這一關鍵戰(zhàn)場基礎設施所帶來的威脅。因此，五角大樓現(xiàn)在正在升級GPS系統(tǒng)：根據(jù)GPS III計劃，美國太空部隊正在開發(fā)和部署使用M-Code的新衛(wèi)星，M-Code是一種更強的軍事導航信號，為用戶提供卓越的能力，包括更好的防御干擾。

美國政府問責局 （GAO） 于 2021 年 5 月發(fā)布的技術評估“國防導航能力”確定“需要各種解決方案才能在所有國防部平臺上提供 PNT 信息。為此，國防部的方法是開發(fā)一系列替代PNT源，重點是互補GPS。國防部正在積極尋找其他技術，這些技術可用于在GPS數(shù)據(jù)被對手或環(huán)境條件拒絕或減少時對其進行驗證或補充。

無論GPS信息是否被拒絕，替代GPS源協(xié)同工作，以驗證所有可用PNT數(shù)據(jù)源的準確性，并在其中一個源不可用或不可信的情況下合并已知的真實PNT信息。

補充PNT信息的兩種主要類型是相對PNT和絕對PNT。相對PNT使用平臺上的傳感器，例如慣性傳感器和芯片級原子和/或光學時鐘。在沒有外部信號的情況下，這些傳感器可以確定平臺的位置并提供準確的時間。第二種類型 - 絕對PNT - 使用來自外部來源的信息，如天體（恒星和衛(wèi)星）和磁導航，圖像分析（地標和地形），和/或感興趣的信號，如低射頻或低地球軌道（LEO）衛(wèi)星來確定平臺的位置。相對和絕對PNT技術可以結合使用，以相互補充并提高結果信息的彈性。

MOSA通往互補PNT的途徑

為了加快部署并降低新PNT功能的成本，國防部正在尋求實施模塊化開放系統(tǒng)方法（MOSA）。MOSA不是一個標準，而是一個采購和設計政策，優(yōu)先考慮使用基于開放標準的技術。MOSA的好處包括：

跨域和計算機無縫共享

快速創(chuàng)新和集成

供應商獨立性

生命周期可支持性和減少過時

最小化尺寸、重量和功率 （SWaP） 要求

根據(jù)GAO的說法，陸軍和海軍都開發(fā)了基于MOSA的PNT參考架構，空軍也開始開發(fā)自己的架構。預計陸軍將提出國防部范圍內的MOSA PNT參考架構，該架構將標準化不同軍種PNT參考架構的共同元素。陸軍PNT參考架構，如“國防導航能力”中所述，將PNT信息與保證定義為“通過訪問一個或多個獨立來源開發(fā)的可信PNT信息，具體取決于PNT威脅條件。陸軍計劃將創(chuàng)建PNT接口標準并開發(fā)參考PNT模塊硬件，以實現(xiàn)快速，敏捷和經濟實惠的新功能集成?？哲娪媱澋闹攸c是向移動平臺分配非GPS時間，旨在開發(fā)使所有通信系統(tǒng)能夠將時間從一個平臺分配到另一個平臺的方法。

兩種PNT參考架構的關鍵是使用接口標準，一個例子是利用開放接口標準來傳達PNT信息，例如DARPA ［國防高級研究計劃局］開發(fā)的全源定位和導航（ASPN）標準。

MOSA的使用將為將替代PNT技術集成到平臺的努力帶來許多好處。此外，MOSA可以增加競爭和創(chuàng)新，同時減少專有系統(tǒng)的使用和相關成本。事實上，MOSA的使用現(xiàn)在是法律規(guī)定的：2110 U.S.C. § 2446a要求國防部的主要國防采購計劃在可行的最大范圍內設計和開發(fā)，使用MOSA，除其他外，采用模塊化設計，在主要系統(tǒng)平臺和主要系統(tǒng)組件之間或主要系統(tǒng)組件之間使用主要系統(tǒng)接口。

滿足MOSA任務的開放標準的例子包括陸軍的努力VICTORY和CMOSS：VICTORY是C4ISR/EW互操作性計劃的車輛集成，其中包括一個開放式架構，允許平臺接受未來的技術，而無需進行重大的重新設計;CMOSS是C5ISR / EW模塊化開放標準套件，MOSA將任務指揮，移動，機動和射擊等功能組合成一個系統(tǒng)。

GAO報告表明，雖然國防部目前監(jiān)督PNT服務參考架構和接口標準的定義，但這些架構和標準“可以由政府和行業(yè)組成的聯(lián)盟進行管理和維持”。該報告指出，開放集團的傳感器開放系統(tǒng)架構（SOSA）聯(lián)盟是政府，行業(yè)和學術聯(lián)盟開發(fā)用于軍事和商業(yè)傳感器系統(tǒng)的開放技術標準的一個例子。

為了幫助推動基于MOSA的PNT活動，GAO報告呼吁政策制定者考慮使開放架構計劃更加持久，并提供適當?shù)馁Y金。它的結論是，通過適當?shù)馁Y源，“國防部的開放架構計劃有可能大大降低所有PNT技術的集成成本和時間。GAO確定了開放架構PNT帶來的許多好處，包括使國防部能夠領先于PNT不斷變化的威脅，因為MOSA將使新的替代PNT技術更容易實施。

審核編輯：郭婷