近期，美國國防部先進技術局（DARPA）宣布將成立新研究機構，開始研制在GPS無法使用或受到嚴重干擾條件下，使用甚低頻無線電（VLF）實現(xiàn)精確定位、導航和授時（PNT）的技術。據(jù)稱，這一項目被稱為“對抗環(huán)境下導航定位“（STOIC）項目，DARPA戰(zhàn)略技術辦公室（STO）項目主管戴維·特安普透露，DARPA將在明年4月到5月間，首先進行系統(tǒng)整合試驗，隨后進行海上實時演示試驗。

近年來，GPS信號的干擾與反干擾已經(jīng)成為非常現(xiàn)實的一個問題，美軍的無人、有人飛機，巡航導彈等不止一次曾受到過GPS干擾的影響。為此美軍一方面發(fā)射第三代GPS衛(wèi)星，提高GPS系統(tǒng)抗干擾能力，另一方面，積極開展“不依賴GPS”的精確導航定位試驗，STOIC即是其中之一，而目前其主要的研究對象是利用自然或人工的無線電信號，來實現(xiàn)導航。而通過這里透露的“甚低頻”這一關鍵詞可以推斷該項目主要是為美海軍的戰(zhàn)略導彈核潛艇服務。

甚低頻（VLF）通信，是利用頻率在3~30kHz間（波長為10~100km）的電磁波進行的無線電通信，在民間說法中一般與其他頻率低于30~300kHz，波長超過1000m的其他頻段的電磁波通信方式合稱為“長波通信”而實際上在專業(yè)術語中“長波通信”一般就是指“對潛長波通信”。“長波通信”多用于潛艇。因為潛艇一般是躲在潛望鏡深度下航行，而通信天線在很多情況下是無法升出水面進行通信的，而海水對電磁波的傳播有衰減作用，而其衰減規(guī)律為電磁波波長越長衰減越小，因此長波通信是潛艇實現(xiàn)遠程通信的唯一技術手段。各國“長波通信”主要以甚低頻通信為主。而潛艇一般接收VLF信號時潛深不超過30m。

長波分為地波與天波兩種傳播方式，天波通過地面與電離層來回反射中形成的波導中前行，特點是傳播距離遠但是受電離層影響較大；地波則是沿著地球表面?zhèn)鞑?，其通信距離遠小于天波，但具有受天氣變化影響小，衰減小，信號穩(wěn)定，受核爆炸影響小的特點（從這一點可就以看出長波通信對潛艇的重要性之大，尤其是對于搭載有核反擊武器的戰(zhàn)略導彈核潛艇來說）。而長波通信的作用也遠不止是向潛艇傳遞指令那么簡單，還有包括授時在內(nèi)的其他重要用途。

長波通信原理圖

對潛長波通信的使用距今已有百年歷史：1917年法國人第一次進行了對潛長波通信試驗并取得成功，而在1920年代起各國便開始陸續(xù)修建對潛聯(lián)絡長波電臺，二戰(zhàn)期間長波通信更是廣泛被海軍強國用于潛艇通信保障。而實際上在衛(wèi)星導航出現(xiàn)前，最可靠的無線電導航技術就是采用甚低頻波段實現(xiàn)的，最典型的即是“羅蘭C”導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)于上世紀50年代開發(fā)，其作用距離可達2000公里，但這套系統(tǒng)的導航授時精度較差，精確度水平僅為185-463米。而在2010年“羅蘭C”系統(tǒng)停止運行后，美國提出了“增強羅蘭”系統(tǒng)的計劃，也就是該系統(tǒng)的定位精度可以達到8米范圍內(nèi)，雖然還是沒有GPS那么精確，但相比其“前輩”來說已經(jīng)很了不起了。

據(jù)悉美國宣布在2018年將會開始部署“增強羅蘭”，并將其作為GPS的備份系統(tǒng)使用。 而這一次DARPA將進行試驗的新甚低頻導航系統(tǒng)應該就是指這一系統(tǒng)。而不難看出這一系統(tǒng)一旦開發(fā)成功后對于美軍乃至全世界的軍事變革會造成什么樣的影響。