【無(wú)線射頻通信】-美國(guó)GPS系統(tǒng)的管理與運(yùn)營(yíng)

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一、GPS管理體系及職責(zé)

1.GPS管理現(xiàn)行體系

2023年國(guó)家天基導(dǎo)航、定位、授時(shí)(PNT)政策中要求成立國(guó)家天基PNT執(zhí)行會(huì)，以代替已有的部際GPS聯(lián)席執(zhí)行會(huì)，并對(duì)參加GPS管理的各個(gè)部委的職責(zé)進(jìn)一步明確。在新政策的指導(dǎo)下，建立起了一個(gè)級(jí)別更高更加權(quán)威的管理機(jī)構(gòu)。

2.主要機(jī)構(gòu)的職責(zé)

(1)國(guó)家天基定位、導(dǎo)航和授時(shí)執(zhí)行會(huì)

該會(huì)依據(jù)2023年12月8日頒布的天基定位導(dǎo)航授時(shí)政策成立。由國(guó)防部和運(yùn)輸部部長(zhǎng)或由他們指定的代表?yè)?dān)當(dāng)聯(lián)合主席。執(zhí)委會(huì)的成員及其代表，擁有與聯(lián)合主席同等的地位。成員來(lái)自國(guó)務(wù)院、商務(wù)部、國(guó)土平安部、參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議、國(guó)家宇航局和其它相關(guān)部、局相同級(jí)別的代表?？偨y(tǒng)行政辦公室的成員，包括管理與預(yù)算辦公室、國(guó)家平安會(huì)、國(guó)土平安會(huì)、科學(xué)技術(shù)政策辦公室和國(guó)家經(jīng)濟(jì)會(huì)，作為執(zhí)行會(huì)的觀看員。聯(lián)邦通信會(huì)主席將被邀請(qǐng)作為執(zhí)行會(huì)的聯(lián)絡(luò)員。

該執(zhí)委會(huì)是GPS最高級(jí)別的聯(lián)邦政府管理機(jī)構(gòu)，對(duì)維持和促進(jìn)PNT結(jié)構(gòu)的政策、機(jī)構(gòu)、需求和資源安排負(fù)有決策責(zé)任，并對(duì)各個(gè)部局提出的建議進(jìn)行協(xié)調(diào)。

執(zhí)委會(huì)的職責(zé)不會(huì)減弱和影響各部局依據(jù)適用的法律所擁有的權(quán)威。

執(zhí)委會(huì)將對(duì)其成員提出建議，確保由包括GPS和GPS增加系統(tǒng)的天基PNT結(jié)構(gòu)供應(yīng)服務(wù)，并且與天基PNT結(jié)構(gòu)相全都，以維持國(guó)家平安、國(guó)土平安、外交政策、經(jīng)濟(jì)、公共平安和科學(xué)利益。

執(zhí)行會(huì)每年至少召開(kāi)兩次會(huì)議，臨時(shí)會(huì)議由聯(lián)合主席議定召開(kāi)。

執(zhí)委會(huì)應(yīng)：

對(duì)其部局成員有關(guān)天基PNT政策有關(guān)的重大問(wèn)題提出建議和進(jìn)行協(xié)調(diào)，解決各部局間關(guān)于天基PNT系統(tǒng)和服務(wù)存在的問(wèn)題。在全部問(wèn)題上，執(zhí)委會(huì)應(yīng)努力維護(hù)多數(shù)者的利益。在不能達(dá)成全都意見(jiàn)時(shí)，聯(lián)合主席或推選出其中之一行使最終打算權(quán)。

確定解決危險(xiǎn)時(shí)刻部局間關(guān)于天基PNT系統(tǒng)和服務(wù)(例如導(dǎo)航戰(zhàn)試驗(yàn)和訓(xùn)練問(wèn)題)的方式。

確定執(zhí)委會(huì)運(yùn)行所需的經(jīng)費(fèi)、設(shè)備、職員和服務(wù)及在各成員部局間的安排。

依據(jù)有關(guān)條款監(jiān)督國(guó)家天基PNT協(xié)調(diào)辦公室的工作。

建立和監(jiān)督討論評(píng)估單一部局之外的與天基PNT相關(guān)的國(guó)家利益方法。

建立和實(shí)施部際協(xié)調(diào)程序，統(tǒng)籌考慮國(guó)家平安、國(guó)土平安和民用需求，包括化解沖突，保證保持在事天基PNT服務(wù)上的肯定優(yōu)勢(shì)，并保持民用天基PNT服務(wù)必需超過(guò)至少或等同于國(guó)際天基PNT服務(wù)。

建立、，以及由國(guó)家天基PNT顧問(wèn)會(huì)提出的建議應(yīng)與各主要部局相全都。

為完成天基PNT政策的特別的要求，執(zhí)委會(huì)應(yīng)進(jìn)展：

國(guó)家天基PNT策略，將各個(gè)部局各自提出的天基PNT目標(biāo)集成為綜合的策略，貫徹國(guó)家天基PNT政策的愿景，并且保持其在各部局間的連續(xù)性、內(nèi)聚性、公開(kāi)性和全都性。

國(guó)家天基PNT5年規(guī)劃，制定國(guó)家天基PNT5年規(guī)劃并且每年進(jìn)行修正，規(guī)劃包括貫穿各部局成員的政策、結(jié)構(gòu)、項(xiàng)目方案、需求、、進(jìn)度、國(guó)際伙伴和科技策略，以對(duì)天基作出貢獻(xiàn)。該規(guī)劃應(yīng)當(dāng)建立在并且同國(guó)家天基PNT政策相全都的基礎(chǔ)之上。

項(xiàng)目評(píng)估：對(duì)各部局的預(yù)算和進(jìn)度進(jìn)行年度評(píng)估，使天基PNT性能和服務(wù)準(zhǔn)時(shí)納入5年國(guó)家天基PNT規(guī)劃之內(nèi)，對(duì)執(zhí)委會(huì)各部局成員提出建議并通過(guò)管理和預(yù)算辦公室提交總統(tǒng)。

(2)天基定位導(dǎo)航授時(shí)顧問(wèn)會(huì)

該會(huì)為聯(lián)邦顧問(wèn)會(huì)，由NASA代表執(zhí)委會(huì)建立。由政府之外的專家組成，依據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)天基PNT服務(wù)的進(jìn)展態(tài)勢(shì)，為制定天基PNT政策、規(guī)劃、項(xiàng)目管理和決策提出建議。

該會(huì)每年至少召開(kāi)2次會(huì)議，依據(jù)聯(lián)邦陽(yáng)光法案，會(huì)議應(yīng)當(dāng)對(duì)公眾開(kāi)放。其首次會(huì)議將于2023年秋季進(jìn)行。

(3)國(guó)家天基PNT協(xié)調(diào)辦公室

國(guó)家天基PNT協(xié)調(diào)辦公室也是天基PNT執(zhí)委會(huì)的秘書處，負(fù)責(zé)召集會(huì)議、跟蹤項(xiàng)目和任務(wù)，協(xié)調(diào)和處理部際文件等。同時(shí)，還負(fù)責(zé)5年國(guó)家天基PNT規(guī)劃的年度評(píng)審，并由其部局成員評(píng)估其執(zhí)行狀況。

其職員包括7名來(lái)自國(guó)防部、運(yùn)輸部、國(guó)務(wù)院、商務(wù)部、國(guó)土平安部和國(guó)家宇航局的額外成員。協(xié)調(diào)辦公室是詢問(wèn)和聯(lián)絡(luò)有關(guān)天基PNT政策的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)執(zhí)委會(huì)會(huì)網(wǎng)站的建設(shè)及維護(hù)，以及供應(yīng)有關(guān)GPS和GPS政策的資料。

(4)相關(guān)部委職責(zé)

其相關(guān)部委的職責(zé)在新頒布的PNT政策中賜予了明確規(guī)定。

二、GPS運(yùn)行系統(tǒng)管理

1.運(yùn)行管理

GPS的信息獵取和運(yùn)行管理由GPS聯(lián)合方案辦公室負(fù)責(zé)(GPS-O)。

O是空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC/CZ)的一個(gè)辦公室，負(fù)責(zé)GPS項(xiàng)目的管理。設(shè)在加利福尼亞州洛杉磯的空基地(AFB)，代表防部，獵取GPS衛(wèi)星信息，并負(fù)責(zé)確保GPS補(bǔ)發(fā)衛(wèi)星的準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)和交付，保證GPS星座的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。O還負(fù)責(zé)在項(xiàng)目管理指南(PMD)的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)、改良運(yùn)作方式并加以推行，以適應(yīng)剩余任務(wù)安排和閱歷證證明的需求的需要。O依據(jù)空航天司令部總部的需要，針對(duì)工程、空間段進(jìn)展、地面掌握段的更新?lián)Q代供應(yīng)系統(tǒng)級(jí)的技術(shù)支持。

O由空領(lǐng)導(dǎo)，包括民用部門在內(nèi)的多個(gè)部門派代表參加。海岸警備隊(duì)代表DOT參加O，其首席代表是項(xiàng)目主管代表(DPM)，DPM直接向GPS項(xiàng)目主管和運(yùn)輸部負(fù)責(zé)運(yùn)輸政策的助理部長(zhǎng)負(fù)責(zé)。

2.運(yùn)行實(shí)施

空航天司令部總部(HQAFSPC)負(fù)責(zé)為GPS的進(jìn)展供應(yīng)經(jīng)費(fèi)保障，為GPS星座供應(yīng)空間和地面段支持。在經(jīng)費(fèi)保障的前提下，由第14空聯(lián)隊(duì)(14AF)負(fù)責(zé)GPS的運(yùn)作。GPS星座的日常運(yùn)行由空第50聯(lián)隊(duì)委任第2空間運(yùn)行中隊(duì)管理。指揮關(guān)系見(jiàn)圖2。

(1)航天司令部(USSPACECOM)

依據(jù)法典的第十章第164節(jié)，委任航天司令部總司令(USCINCSPACE)的作戰(zhàn)司令部(COCOM)代表聯(lián)合總司令管理航天。USCINCSPACE授予COCOM對(duì)所指派力的指揮權(quán)，此授權(quán)不能轉(zhuǎn)任其次個(gè)部門。對(duì)于委派的作戰(zhàn)任務(wù)，COCOM司令有權(quán)對(duì)指派力履行指揮權(quán)；全權(quán)指揮事作戰(zhàn)、聯(lián)合演習(xí)、需配給；進(jìn)行力調(diào)配、任務(wù)下達(dá)、作戰(zhàn)目標(biāo)確立、命令指導(dǎo)。因而，USSPACECOM直接向14AF下達(dá)指揮命令，管理GPS系統(tǒng)運(yùn)行。

(2)空航天司令部總部(HQAFSPC)

其職責(zé)是支持GPS的基礎(chǔ)管理部門，制定方案、為政策制定及項(xiàng)目評(píng)估供應(yīng)資金；組織、培訓(xùn)、訓(xùn)練下級(jí)現(xiàn)役部門的任務(wù)執(zhí)行力量；對(duì)新出臺(tái)的命令、管理、通信的力量供應(yīng)具體說(shuō)明，向與衛(wèi)星性能相關(guān)的工作人員(履行者)提出基本要求；為GPS方案爭(zhēng)取經(jīng)費(fèi)。

(3)航天司令部(AFSPACE)/空第14聯(lián)隊(duì)(14AF)

USCINCSPACE授權(quán)AFSPACE(COMAFSPACE)對(duì)GPS系統(tǒng)行使操作掌握權(quán)(OPCON)。OPCON是一種授權(quán)指揮員，對(duì)任務(wù)中所管轄的力、作戰(zhàn)目標(biāo)的確立、命令指導(dǎo)履行指揮權(quán)。操作掌握權(quán)包括對(duì)GPS主控站(MCS)、地面天線、監(jiān)控站、放射場(chǎng)、執(zhí)行中隊(duì)的操作掌握權(quán)。

(4)第50航天聯(lián)隊(duì)第2運(yùn)行中隊(duì)

第50航天聯(lián)隊(duì)擁有戰(zhàn)術(shù)掌握權(quán)(TACON)，執(zhí)行操作掌握，通過(guò)TACON完成GPS導(dǎo)航、時(shí)間轉(zhuǎn)換及核爆炸探測(cè)任務(wù)區(qū)域?？偹玖顡碛蠫PS戰(zhàn)術(shù)掌握權(quán)，第2運(yùn)行中隊(duì)受空第50航天聯(lián)隊(duì)指揮員的直接監(jiān)督。

3.GPS民用運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)及職責(zé)

運(yùn)輸部是民用GPS服務(wù)運(yùn)行和管理的領(lǐng)導(dǎo)者，對(duì)政府各個(gè)民用部局需求的開(kāi)發(fā)負(fù)有領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任。國(guó)土平安部海岸警備隊(duì)(USCG)在民事應(yīng)用中擔(dān)當(dāng)重要角色，負(fù)責(zé)與國(guó)內(nèi)和國(guó)際通過(guò)海岸警備隊(duì)導(dǎo)航中心和民間GPS服務(wù)聯(lián)絡(luò)會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的民用用戶保持聯(lián)系。

此外，DOT還正在進(jìn)展國(guó)家差分GPS網(wǎng)絡(luò)(NDGPS)。FAA負(fù)責(zé)進(jìn)展廣域和局域增加系統(tǒng)以供應(yīng)實(shí)時(shí)差分改正，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空的完好性監(jiān)測(cè)力量。由USCG負(fù)責(zé)運(yùn)行國(guó)家海上差分GPS網(wǎng)絡(luò)。

為加強(qiáng)用戶之間的聯(lián)系，準(zhǔn)時(shí)向用戶團(tuán)體發(fā)布GPS相關(guān)信息，建立了相關(guān)的民用GPS運(yùn)行服務(wù)及其產(chǎn)品信息支持機(jī)構(gòu)，民間GPS團(tuán)體不斷進(jìn)展并成熟。

(1)民間GPS服務(wù)聯(lián)絡(luò)會(huì)(CGSIC)

民間GPS服務(wù)聯(lián)絡(luò)會(huì)的任務(wù)是挖掘GPS民用部分的全部潛能。GPS服務(wù)供應(yīng)商和用戶都需要它供應(yīng)有效的信息溝通渠道。CGSIC也是全球民用GPS用戶和GPS服務(wù)供應(yīng)者之間的重要聯(lián)系紐帶。

CGSIC由國(guó)內(nèi)和國(guó)際相關(guān)的私營(yíng)企業(yè)、政府、工業(yè)用戶團(tuán)體代表組成(圖3)。目前，該會(huì)擁有700個(gè)成員，包括聯(lián)邦政府、州、產(chǎn)業(yè)界、高校和59個(gè)國(guó)家。領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括一名主席，2位執(zhí)行主席，一個(gè)執(zhí)行秘書處和一個(gè)執(zhí)行小組。主席由運(yùn)輸部長(zhǎng)政策助理(OST/P)導(dǎo)航定位主任擔(dān)當(dāng)。第一執(zhí)行主席為海岸警備隊(duì)導(dǎo)航中心(NAVCEN)指揮官員，通過(guò)執(zhí)行秘書處管理會(huì)、維護(hù)成員職責(zé)、協(xié)調(diào)會(huì)會(huì)議，代表會(huì)主席參與GPS相關(guān)會(huì)議，回應(yīng)提交的問(wèn)題；其次執(zhí)行主席負(fù)責(zé)國(guó)際事務(wù)，為非代表，由主席依據(jù)執(zhí)委會(huì)成員組提名指定。執(zhí)委會(huì)成員組由主席、執(zhí)行主席、分委會(huì)主席，一名來(lái)自GPS部際詢問(wèn)會(huì)(GIAC)的代表和來(lái)自航空、陸地和海洋3個(gè)領(lǐng)域的代表。

(2)海岸警備隊(duì)導(dǎo)航中心(NAVCEN)

NAVCEN運(yùn)行著導(dǎo)航信息服務(wù)(NIS)、國(guó)家差分GPS(NDGPS)，以及羅蘭(LORAN)導(dǎo)航系統(tǒng)。NAVCEN是GPS的民用聯(lián)系界面，并管理著其他相關(guān)導(dǎo)航方案。

NIS在NAVCEN運(yùn)行中心的監(jiān)督下每周7天每天24h的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向民