YYVIP易游构建韧性PNT体系：支撑美国金穹导弹防御系统的战略基石

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　　定位、导航与授时（PNT）对美国威慑能力与作战行动至关重要，在维持美国战场军事优势方面发挥着关键且日益重要的作用。有效的PNT能力支撑了美国常规部队与特种部队的精确打击能力和杀伤力。美国国家安全严重依赖PNT，缺乏此类能力可能直接影响战场胜负。同样，它对于确保美国“金穹”（Golden Dome）导弹防御系统的成功也至关重要。然而，迄今为止，GPS信号微弱、易被模仿和干扰等特性，已经成为美国国内基础设施和远征作战能力核心PNT源的主要弱点。

　　美国认为，当前对美国及其盟友的威胁持续升级，于2025年1月启动了“金穹”计划，旨在防御各类对手的弹道导弹、高超音速武器、先进巡航导弹及其他下一代空中打击能力。“金穹”计划包括加速部署高超音速和弹道跟踪天基传感器层；开发并部署具备助推段拦截能力的分布式天基；部署旨在防御针对民用目标实施摧毁性攻击的底层和末段拦截能力；开发并部署“扩散型作战太空架构”（PWSA）监管层；以及开发和部署发射前与助推段反导能力。“金穹”系统需通过天基与地基能力实现对敌方系统的有效探测、跟踪与拦截，方可发挥作战效能。有效的“金穹”系统必须由具有不同故障模式的多种天基和地面PNT源提供支持，以避免部分美国系统在GPS拒止环境中遭遇失效场景。这一要求对于保障“金穹”系统的开发、部署，及其用作威慑力量和危机应对工具同样重要。

　　2025年11月4日，美国国家安全空间协会穆尔曼太空研究中心发布《韧性PNT对“金穹”系统的成功至关重要》报告。这一报告旨在梳理当前美国PNT相关的国家政策；描述当前及新兴政府与商业PNT系统及能力，包括全球导航卫星系统（GNSS）与地基能力；分析当前美国PNT能力面临的各类威胁；明确支撑有效“金穹”系统的PNT需求；为未来三年“金穹”系统的开发及部署提供PNT相关建议。该报告是支撑“金穹”系统有效发挥威慑与危机应对作用的重要技术文献。本文基于上述报告编译而成，旨在为相关领域研究人员了解美国导弹防御系统与PNT技术融合、韧性PNT架构构建及新兴PNT技术军事应用提供参考，助力深入理解美国“金穹”计划的核心支撑需求与PNT领域的发展方向。

　　数十年来，美国相关国家政策始终将PNT视为影响国家安全与经济安全的关键要素。美国国防部（现美战争部）2020年12月30日发布的4650.80指令《定位、导航与授时及导航战》指出，美国防部将有效运用导航战能力，确保支持军事行动的PNT优势。该指令还明确了美战争部在管理国家安全PNT采购及使用商业和国际PNT解决方案方面的职责和作用。在2020年与2021年发布的行政命令中，进一步要求努力应对美国安全和关键经济基础设施面临的新兴PNT威胁，培育更具韧性的PNT能力。

　　美战争部通过美国空军（美国太空军成立后接管该职责）开发、采购并运营当前GPS星座及相关系统。美国军事导航与授时解决方案的起源可追溯至20世纪60~70年代美国空军621B计划、海军“时间导航”（Timation）计划及DARPA“子午仪”（Transit）导航卫星系统，最初主要用于为美国潜艇提供定位支持。而当前GPS星座于1995年实现全面运行。

　　目前，GPS系统由新旧卫星混合组成的卫星星座构成，具体包括6颗GPS IIR卫星、7颗GPS IIR-M卫星、12颗GPS Block IIF卫星及6颗GPS III卫星。这些卫星与控制段、用户段共同组成完整系统。GPS卫星系统通过部署用于用户段的用户设备为美国作战人员与商业用户提供服务。考虑到GPS卫星星座在MEO的轨道动力学特性，在地球任意地点，要满足定位需求用户至少需能观测到6颗卫星。由31颗GPS卫星组成的星座已通过配备原子钟的IIR-M卫星进行升级，以增强系统抵御对手干扰的能力，进而提高作战人员韧性能力。洛克希德・马丁公司已签订合同，将部署20颗IIR-F GPS卫星，该卫星提升了精度、卫星平台更具韧性并增强了网络安全能力。

　　美国太空军负责运营当前GPS卫星星座、相关控制段，并为各军种提供通用军事用户设备。其他军事部门也针对特定应用及需求部署了GPS用户设备。商业实体则为航空、农业、能源/公用事业、交通、通信等多个商业领域提供用户设备。需注意的是，武器系统中实际部署的是选择可用性反欺骗模块（SAASM）接收机与M码接收机的混合配置，美军部队完全过渡到M码还需要一段时间，某些武器系统的M码用户设备尚不可用。这一现状的重要性在于，采用SAASM的武器系统抗干扰能力相对较弱。

　　此外，欧盟部署的由25颗卫星组成的伽利略（Galileo）全球导航卫星系统（GNSS）也可能为美战争部提供额外PNT能力。美国国会（作为2018年《国防授权法》的一部分）要求美战争部推动伽利略系统使用以增强美国军事PNT韧性，但将伽利略系统纳入美军接收机的工作仍在进行中。

　　美太空发展局（SDA）计划在其“传输层3期”（Tranche 3 Transport Layer）项目下（2028年起部署首批40颗卫星）通过部署卫星为GPS不可用场景下的美军事操作人员提供PNT信号。PWSA由部署于LEO轨道的通信与导弹跟踪卫星组成，可提供备选PNT能力，确保即便GPS因敌方干扰而失效，星座自身仍能正常运行。

　　SDA规划的卫星星座旨在利用PWSA卫星间激光链路，通过星间光链路（OISL）测距与双向时间传递（TWTT），提供备选韧性PNT解决方案。据SDA介绍，导航层为PWSA设定三大主要目标：一是PWSA将保持运行连续性与导航战韧性；二是PWSA将通过“大气层上限外网络”（NEBULA）向作战人员提供潜在GNSS地面干扰源的GNSS态势感知数据；三是PWSA将通过星地通信链路中的嵌入式双向时间传递、测距及专用PNT信号服务，为新兴军事用例提供天基PNT服务。通过这种方式，PWSA在GPS缺失环境下仍能维持运行连续性，可为作战人员提供备用PNT能力。

　　利用激光通信及相关测距技术有望创建抗干扰能力更强的备用PNT信号，并为作战人员提供精确定位GPS干扰源的能力。在提交给2026年6月导航学会联合导航会议的一份摘要中，SDA官员提供了更多细节，表明PWSA将通过星间光链路、星地光链路及星座、速度、时间与测距（COSTAR）轨道和时钟确定算法，整合所有PWSA航天器输入数据，确保构建鲁棒韧性的PNT解决方案，建立“韧性导航能力”。基于OISL测距和授时测量运行的COSTAR算法是PWSA导航独立于GPS空间信号的关键。PWSA韧性导航能力设计将为作战人员创建两项关键天基PNT服务：地面GPS射频干扰辐射源态势感知监测，以及备选PNT服务。目前，SDA这一工作2026年资金到位程度存在不确定性，美国空军与太空军正评估通过“军事网”（MILNET）项目采购SpaceX公司“星盾”（Starshield）网络商业服务来替代3期卫星。

　　TrustPoint和Xona太空系统等商业公司在通过LEO卫星提供PNT服务方面取得重大进展。TrustPoint利用其LEO星座的先进C波段能力，为国家安全、航空、关键基础设施和汽车市场提供更高精度和抗干扰与抗欺骗能力。Xona公司通过SpaceX公司“运输者–14”（Transporter-14）任务发射了其首颗商用PNT卫星“脉冲星-0”（Pulsar-0）。这是其计划中的LEO PNT星座的首星，旨在为国防、建筑、农业、采矿、关键基础设施、物流和汽车应用提供服务。Xona在星座设计中采用了具备出色抗干扰与抗欺骗能力的加密与调制技术，能实现厘米级定位精度。

　　GPS能力最初通过美国政府资金支持研发、部署与运营以满足国家安全需求，已随时间推移演变为通过商业用户设备满足经济和行业需求。当前，在技术发展、金融市场资源及经济效益等的推动下，商业驱动的替代性天基PNT系统已发展成为能够满足美国国家安全需求的潜在可行方案。随着LEO系统的成熟与部署，它们无疑将成为PNT架构的重要组成部分。同时，众多地基系统已经成熟，部分已投入应用。

　　地基PNT系统有望增强美国军事能力和韧性，特别是在跟踪和打击城市区域面临的无人机系统威胁方面。这对于“金穹”保护城市免受无人机系统攻击至关重要。这类“都市金穹”（Metro Golden Dome）必须具备同等响应能力，其对韧性PNT架构的需求与“金穹”系统其他层级相当，甚至更高。

　　目前商业市场上有很多成熟的地面PNT解决方案，可供美国政府合同采购或直接购买。在此重点介绍两种可为“金穹”和“都市金穹””快速创造实际价值的系统。

　　在GPS投入使用前的数十年间，美国一直采用基于地面的罗兰（Loran）系统。该系统依托低频、超大功率地面发射塔传输系统，可为天基PNT提供增强韧性。1997年，美国国会批准为商用罗兰系统升级提供资金，研发增强型罗兰（eLoran）PNT服务。根据2018年《国家授时韧性与安全法案》，美国国会要求美国交通部研发一种备用地基韧性PNT解决方案，作为GPS的备用系统。尽管美国政府曾尝试为eLoran系统研发提供资金支持，并且美战争部目前正资助美国西北部三个发射站点的运营，但至今尚未部署覆盖美国本土及阿拉斯加的完整系统。其他国家（如韩国、沙特阿拉伯和俄罗斯）始终维持着罗兰系统的运行，英国和法国也在部署此类系统，以提升本国PNT能力韧性。

　　另一款最新地面PNT系统基于电视广播信号研发。广播定位系统（BPS）由美国国家广播协会开发，采用多频段设计并利用现有广播基础设施。美国国家标准与技术研究院已验证，BPS作为精准授时源也具备提供定位信息的潜力。

　　目前，美国交通部持续为天基及地面补充PNT系统的演示验证与研发提供资金支持，以作为GPS的有效补充。

　　美国认为，部分国家正在开发或已部署网络战、电子战、动能与定向能、核反卫星（ASAT）或反太空武器系统，此类对抗性能力对美国及其盟友的GPS/GNSS系统构成重大安全威胁。近期有报道显示，相关国家可能正在开发并计划部署核反卫星武器。在太空引爆核武器可能导致GPS/GNSS系统信号传输中断，或因近距离爆炸直接摧毁相关系统。此外，部分国家目前具备网络战、电子战及导弹能力，可干扰太空资产与行动，包括针对GPS的导航战行动。俄罗斯在俄乌冲突中持续实施大规模GPS干扰，影响无人/有人驾驶飞行器及精确制导弹药的正常运行。

　　近期伊朗与以色列的冲突既体现了PNT能力的重要性，也展示了冲突中GPS/GNSS服务拒止手段的应用。冲突爆发后，GPS干扰事件激增，日均影响近千艘船舶的导航系统。

　　尽管意外事件或自然现象引发威胁的概率低于恶意干扰，但此类风险仍不容忽视。例如强太阳活动或凯斯勒综合征（太空碎片连锁碰撞）等现象，可能暂时或长期干扰甚至阻断GPS信号。

　　韧性PNT能力对金穹系统的效能至关重要，其重要性体现在系统的三项重要基础要素中：情报、监视与侦察（ISR）及传感器平台、精确制导、指控（C2）。

　　目标捕获与跟踪为金穹系统高超音速与弹道跟踪天基传感器层提供支撑，是弹药精确命中预定目标的关键，进而保障弹道导弹与高超音速防御系统任务的成功。探测和跟踪飞行中的敌方系统极具挑战性，而PNT解决方案是确定位置和时间的关键，这两项信息是在敌方潜在攻击的全阶段提供有效拦截信息的关键。火控级跟踪需具备足够的位置与时间精度，确保导弹防御系统生成拦截解决方案。金穹天基传感器层（负责探测与跟踪任务）需作为一体化全球天基卫星网络运行，PNT提供的关键同步能力对有效探测跟踪敌方目标、传递精确制导拦截所需准确信息至关重要。简而言之，明确天基探测器与的相对位置关系，有助于生成金穹系统地基与天基所需的高精度探测与瞄准信息。

　　PNT能力（天基、地基及惯性参考）将显著提升“金穹”的精度与杀伤力。目前智能弹药借助PNT技术进步精确打击并摧毁固定与移动目标的场景已屡见不鲜。GPS/GNSS对“金穹”的重要性，在于其作为底层使能技术，能助力开发更精准的“金穹”拦截系统（含地基、空基及天基）。通过收集并处理实时数据，评估来袭巡航导弹、弹道导弹、无人机系统及高超音速导弹的轨迹、速度和潜在打击效果，“金穹”的作战效能得到显著提升。底层精确导航与授时解决方案可大幅提升的任务执行效能。作为系统的组成部分，授时功能至关重要，它能提供核心同步能力，确保“金穹”各组件高效协同运行。这对导弹防御系统及其相关通信尤为重要。简而言之，需更精确掌握目标位置与时间信息，才能实现成功拦截。

　　在复杂动态的导弹防御环境中，授时是支撑“金穹”几乎所有行动环节效能的基础。从协调大规模拦截行动（投放精确制导）到保障安全通信，授时如同无形纽带，将分散的各类系统与组件整合为一体化导弹防御指挥控制能力。GPS/GNSS系统（定位和授时信息）以及为提升PNT韧性而研发的下一代备用PNT系统的准确性、可用性与可靠性，直接影响“金穹”指挥控制系统的行动效能。在“金穹”指挥控制体系中，GPS/GNSS的核心作用是作为关键共享资源，通过构建近乎完美的态势感知能力，增强指挥控制系统在抵御敌方攻击系统时优化资源的能力。GPS/GNSS生成的PNT数据为“金穹”防御规划与行动提供了统一一致的坐标基准。

　　授时的重要性在“金穹”系统的空、陆、海、天域场景中均有体现。GPS/GNSS生成的精准授时信息使“金穹”指挥控制系统能够在广阔区域实现安全协同，无缝执行复杂拦截任务。若缺乏精准、韧性、可验证的授时信息，“金穹”指挥控制通信网络可能陷入瘫痪，进而影响防御任务成功所需关键信息的传输。“金穹”指挥控制功能依赖纳秒级授时精度提供高精度定位数据，同时需规避可能导致定位偏差从而危及任务最终成效的授时误差。

　　除了在“金穹”防御系统的通信与导航中发挥作用，授时在指挥控制系统优化系统整体协同效能方面也发挥着关键作用。“金穹”精确制导及相关探测与瞄准传感器系统将高度依赖指挥控制系统同步授时与轨迹计算，实现对来袭目标的鲁棒防御。授时中断可能导致这些系统功能受损，进而造成目标脱靶或非预期附带损伤。

　　PNT能力是美国“金穹”系统执行国土防御、拦截弹道导弹与高超音速武器等核心任务的基础性支撑，其韧性、精度与抗干扰能力直接决定系统整体作战效能以及多域协同水平。美国发布的报告《韧性PNT对“金穹”系统的成功至关重要》在梳理现有PNT系统能力、分析能力差距、考量反PNT威胁后，结合任务紧迫性，给出以下针对性改进建议，旨在通过体系化举措强化PNT支撑能力，为“金穹”系统高效实现核心防御任务提供坚实保障。

　　“金穹”系统架构设计需充分考虑现有PNT系统（天基及陆基）的优势与脆弱性，并快速开展差距分析，明确哪些改进措施对于满足金穹系统需求至关重要。差距分析应聚焦GPS/GNSS韧性与能力提升，以满足“金穹”系统整体性能要求，包括优化用于快速探测、跟踪与瞄准的ISR传感器、改进精确制导，以及升级指挥控制系统。

　　应设立PNT改进预算，快速弥补满足“金穹”系统效能要求所需的能力差距，目标是在未来三年内完成相关改进部署。鉴于PNT对“金穹”系统的核心重要性，“美国金穹”直接报告项目主管（GDA DRPM）迈克尔・格特莱因应指定“金穹”PNT负责人，并明确美战争部相关支持部门，确保PNT系统改进按“金穹”系统整体性能需求与时间表实施推进。

　　启动集成管理工作，重点解决反PNT系统集成与及时测试难题，同时开发快速可行的PNT增强方案，这一方案能构建具备韧性且有望纳入“金穹”体系的系统。从反无人机系统（cUAS）、关键基础设施防护以及一体化防空反导（IAMD）领域可汲取重要经验。“金穹”依赖的系统、保护“金穹”的系统及“金穹”专用系统之间的集成至关重要，对于避免电子误击、系统干扰及性能降级必不可少。上述各类系统均依赖通用PNT频率、信号、使能技术，而这些也是“金穹”系统针对敌方系统力求压制的目标。同时敌方也将使用反PNT系统，需对此类系统实施有效遏制。

　　鉴于“金穹”系统任务的紧迫性，应拓展创新型PNT研发与采办策略（如SDA采用的策略），纳入商业服务与最佳实践，借助金融市场资源与相关创新成果。将定制化国家安全PNT系统改进与商业创新及供应商资源相结合，可在“金穹”系统部署所需时间框架内实现快速、韧性的能力提升。

　　最后，美国国会应要求战争部长办公室提交报告，说明“金穹”系统PNT改进计划，以及快速部署最具潜力的下一代韧性PNT解决方案所需资金，以匹配美国国土防御这一关键任务的紧迫性。返回搜狐，查看更多