目标是打败北斗？美NTS-3导航实验卫星即将发射！

空军研究实验室计划在2023年发射NTS-3实验卫星，美军将其用于定位、导航和授时。AFRL指挥官布里格（AFRL Commander Brig）此前曾宣布将在2022年发射火箭，但是目前发射任务计划推迟到2023年。

NTS-3计划作为USSF-106的次要载荷，将定轨与地球同步轨道，这是去年由太空和导弹系统中心执行的国家安全太空发射计划授予美国联合发射联盟的机密任务。发射计划推迟的主要原因是与NTS-3无关的发射调度问题。NTS-3卫星的的生产和测试正在按计划进行。

NTS-3是AFRL最雄心勃勃的太空实验之一。这颗卫星可能会带来用于安全PNT（定位、导航和定时）的重要新功能，以补充目前在中地球轨道上运行的GPS卫星的功能。L3Harris正在根据AFRL于2018年12月授予该公司的8400万美元合同建造1,250千克卫星。

美国太空部队首席科学家乔尔·莫泽（Joel Mozer）表示，NTS-3将演示相控阵天线、灵活柔性信号和可重编程有效载荷等技术，这些技术将增加“网络硬度”（cyber hardnes）。莫泽（Mozer）4月28日对记者说：“自1977年以来，美国军方就没有发射过用于定位导航和授时的全功能实验卫星。太空部队对此非常期待。就像NTS-2为GPS所做的那样，这有可能打开许多新功能。” NTS-2是后来成为GPS的先驱。莫泽说，在AFRL完成实验后，太空部队将获得该卫星的所有权。“我们计划进行开发并将其整合到我们的常规功能中。” 例如，NTS-3地面系统将同时集成NTS-3和GPS信号。AFRL的太空飞行器局局长Eric Felt上校将NTS-3称为“击败中国的PNT卫星”。

美国空军在去年7月30日宣布，NTS-3导航实验卫星通过了严格的设计审查，使承包商L3Harris可以继续进行航天器的生产。该公司在二月份通过了初步设计审查。L3Harris将把NTS-3载荷与ESPAStar总线集成在一起，目的是证明地球同步轨道的航天器可以作为当前GPS卫星星座的补充。

太空企业联盟在2018年选择L3Harris来获得价值8400万美元的NTS-3合同。该财团是太空部队太空与导弹系统中心内的一个组织，旨在将商业技术引入军事项目。在NTS-3计划中开发的技术，如电子可控相控阵天线和可编程波形发生器，可用于下一代GPS卫星。部署完成后，NTS-3将由空军研究实验室的航天器管理局运营。该航天器将广播实验性PNT（定位、导航、定时）信号，这些信号将用于测试抗干扰技术以提高GPS信号的弹性。空军NTS-3计划经理Arlen Biersgreen表示，该计划“具有改变性的潜力，可以改变空军向国防部作战人员提供这些关键能力的方式。”

太空企业联盟使用名为“其他交易当局”（Other Transaction Authorities, or OTA）的非传统的国防承包方式，向联盟内的成员招标，这些成员包括了目前大的军事承包商和一些商业领域的新的公司，目前该联盟有352个成员。联盟目前负责管理空间系统的原型项目，包括卫星、有效载荷和地面系统，一共授权了50余个原型项目。太空企业联盟在商业⾏业、⺠⽤航天部⻔和其他机构之间建⽴了合作伙伴关系，以利⽤增强的灵活性和敏捷性，降低成本，改进技术和功能，并减少下⼀代航天技术的开发和部署周期。 太空企业联盟的协作和原型开发可降 低⻛险并提⾼星座图刷新率，从⽽改善在轨新技术的可⽤性，并提⾼系统响应能⼒和⽣存能⼒。这些⽬标 强调了更频繁，更定期地进⾏的发射，以及旨在适合具有标准接⼝的标准化发射器的航天器，以便更快、更可预测地进⼊太空。目前 太空企业联盟正在征集的项目是“太空防御性网络作战”（Defensive CyberOperations for Space)。

   

美国太空部队的全球定位系统（GPS）星座为能够提供了空前准确的位置和授时精度。自从GPS诞生以来，它已成为一种全球性实用工具，其商业用途远远超过了军事用途。空中交通管制、银行业务、农业和蜂窝网络都依赖于不间断的GPS服务。由于美国军方越来越担心GPS卫星有可能在未来的战争中成为攻击目标。五角大楼和情报机构警告说，中国和俄罗斯已经开发了先进的电子武器，可用于干扰或干扰GPS信号。而军事行动在很大程度上取决于能否获得有保证的PNT。空军已开始部署更先进的GPS卫星，称为GPS III，其设计目的是能具有更强的抗干扰和欺骗能力，同时空军也正在寻找加强GPS提供的PNT服务的方法。空军认为可行的一种方法是，在地球同步轨道上增加一层的卫星，以补充其在地球中轨道的GPS星座。为了验证这一想法，空军研究实验室将于2022年发射一颗名为NTS-3的实验性PNT卫星，这是“导航技术卫星-3”的缩写。

GPS-3卫星和在轨渲染图

  NTS-3的实验性PNT卫星将推动当今的位置、导航和授时（PNT）技术的发展，为卫星导航技术的更灵活，更健壮和更具弹性的架构铺平道路。  该实验的目的是研究如何使围绕GPS星座构建的军方PNT架构更具弹性。 

     美国空军研究实验室（AFRL）与业界一起正在开发先进的技术，以检测和减轻对PNT功能的干扰并提高军事、民用和商业用户的系统弹性。为了测试这些新功能的硬件、软件和运行概念，NTS-3将在地球同步轨道上运行一年。最终，NTS-3将确定新的GPS接收机的关键技术，这些接收机将能够合并了多个信号并可以轻松满足军事需求。

静止轨道上NTS-3卫星概念

 NTS-3的重量为1,250公斤，远远小于洛克希德·马丁航天系统公司制造的4,400公斤的GPS III卫星。NTS-3将利用的ESPAStar航天器平台从作为其核心的所谓的EELV二级有效载荷适配器（ESPA）以减轻重量。NTS-3的ESPAStar总线已经用于AFRL 在Atlas 5火箭上发射的ESPA增强地球静止实验室实验卫星，即EAGLE上。为NTS-3建造的造价为3000万美元的ESPStar总线将具有四面板可部署太阳能阵列，而不是用于EAGLE的三面板设计。NTS-3 GCS与企业地面服务（EGS）兼容，该系统是太空和导弹系统中心（SMC）正在开发的体系结构，以提供用于卫星指挥和控制的通用系统。目标是从地面系统组合转变为将与所有空军和太空部队卫星连接的单一系统，从而通过简化用户培训和操作来节省数百万美元费用。EGS将利用大数据并促进更轻松的数据共享，态势感知和协作。

    NTS-3 GCS将与传统地面系统向后兼容，合并来自各种来源的信号监视数据，并利用商业天线网络来维持快速反应的按需卫星控制能力。为了确保用户接收器设备无缝集成，研发团队正在开发软件定义的PNT接收机，它们可以快速响应变化的条件。像在轨信号发生器一样，接收器是可重新编程的，因此提高了安全性和灵活性。由于NTS-3的实验结果和技术最终将过渡到国家航天界，因此它们将很容易适应战斗人员的需求，并融合来自伽利略、QZSS和其他盟军的信号。 

欧盟伽利略导航卫星在轨渲染图

日本QZSS卫星在轨渲染图

    太空企业联合会选择L3Harris作为2018年总价值8400万美元的合同的主要系统集成商，以设计、开发、集成和测试NTS-3，包括地面任务应用程序。2017年，AFRL向Braxton Technologies授予了一项小型企业创新研究合同，以开发NTS-3地面系统。Braxton正在开发一种解决方案，该解决方案符合美国空军对所有新地面系统所要求的企业地面系统标准。通过为每个新的卫星系统放弃定制的地面系统，空军有望节省成本并减少操作上的麻烦。

   根据2020年2月24日，L3Harris Technologies发布的最新消息，公司已达到美国空军“导航技术卫星-3”（NTS-3）项目的一个重要里程碑-通过了初步设计审查，该审查定义了航天器的交付路径，并允许该计划进入下一阶段的开发。 NTS-3在2015年被空军指定为AFRL太空飞行器管理局的下一个主要太空实验。NTS的任务可以追溯到1970年代，当时是由海军研究实验室领导的。NRL分别于1974年和1977年发射了NTS-1和NTS-2。这些任务测试了诸如时间范围、测距率导航和12小时轨道之类的技术和概念，这些技术和概念在1970年代后期进入了第一代GPS卫星。

NTS-1卫星

NTS-2卫星

    作为40年来美国军方首次的导航技术卫星任务，NTS-3旨在测试新硬件，包括可在轨道上重新编程的数字信号发生器，使操作员能够在遇到电子威胁时迅速部署新信号。空军仍在服役31颗GPS II卫星，并且刚刚开始部署其GPS III星座。GPS III卫星的第一颗，是洛克希德·马丁公司于2008年获得35亿美元定购10颗卫星的订单的一部分，于12月在猎鹰9号上发射。9月，空军授予洛克希德·马丁公司72亿美元的合同，以增加多达22颗卫星后续任务，在称为GPS IIIF的卫星上。这些卫星的设计寿命至少为15年，空军预计直到2034年才发射该系列的最后一颗。目前GPS III卫星的MDU（任务数据单元）的数字化程度为70％，而NTS-3有效载荷核心的任务数据单元的数字化程度将达到100%。NTS-3导航实验卫星的设计寿命超过3年，预计将进行为期一年的在轨实验，对相关技术和设备进行测试。未来美国的GPS星座可能包含由地球同步轨道（GEO，高度约36,000公里）中的至少四颗（也许多达八颗）卫星，而在同步轨道的GPS卫星最重要的功能是具有可以在轨被重新编程一个新的数字信号发生器，使其能够广播新的信号，提高通过避免和抗干扰，并添加签名，用于检测欺骗攻击。

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