美國航天部隊成功升級了當前的作戰(zhàn)控制系統(tǒng)(OCS)體系結(jié)構(gòu)演變計劃，增加了M碼早期使用(MCEU)和應(yīng)急作戰(zhàn)(COPS)功能，從而能夠指揮和控制現(xiàn)有GPS星座的核心軍事代碼(M-CODE)能力，并利用GPS III衛(wèi)星進行星座維護。由于下一代作戰(zhàn)控制系統(tǒng)(OCX)的持續(xù)開發(fā)和部署延遲，以及美國和盟軍作戰(zhàn)人員使用的具有M碼能力的接收器的部署延遲，對現(xiàn)代化民用和M碼信號和導航戰(zhàn)功能的完全控制以及改善的網(wǎng)絡(luò)安全繼續(xù)被推遲。

系統(tǒng)描述

GPS Enterprise是一個基于衛(wèi)星的全球無線電導航系統(tǒng)，旨在向世界各地的軍事和民用用戶提供準確和安全的定位、導航和授時(PNT)信息。GPS企業(yè)版由三個運營部分組成：空間部分、控制部分和用戶部分。空間部分包括由31顆衛(wèi)星組成的GPS星座。控制部分(主要和備用)操作GPS星座；支持發(fā)射、異常解決和處置操作；以及任務(wù)導航作戰(zhàn)效果，以支持作戰(zhàn)指揮。用戶部分包括軍用GPS用戶設(shè)備(MGUE)，旨在使軍用GPS接收器現(xiàn)代化，包括接收M碼的能力。

項目概況

• GPS Enterprise由多個計劃組成，這些計劃追求廣泛的收購戰(zhàn)略，以推進空間、控制和用戶細分市場：

• GPS III-收購類別IC計劃于2011年1月進入里程碑C。自2018年以來，美國航天部隊已經(jīng)成功發(fā)射了5顆GPS III衛(wèi)星，并計劃在2025年之前再發(fā)射5顆。

• GPS III后續(xù)制作(GPS IIIF)-采購IB類計劃，旨在提供增強的區(qū)域軍事保護信號以及對搜救服務(wù)的支持?？哲娫谕瓿?strong>關(guān)鍵設(shè)計評審的基礎(chǔ)上，在開發(fā)或測試任何GPS IIIF衛(wèi)星之前，于2020年7月做出了GPS IIIF里程碑C的決定。第一次發(fā)射預(yù)計在2026年，隨后在接下來的十年中再發(fā)射21顆GPS IIIF衛(wèi)星。

• 作戰(zhàn)控制系統(tǒng)(OCS)架構(gòu)演變計劃部署了兩個第三類采購升級：M碼早期使用(MCEU)，以指揮和控制現(xiàn)有GPS星座(GPS IIR-M、GPS IIF和GPS III)的核心M碼能力；以及應(yīng)急作戰(zhàn)(COPS)，作為一種“橋梁能力”和風險緩解工作，于2020年3月交付，以使GPS III衛(wèi)星能夠使用遺留的M碼信號進行作戰(zhàn)星座維持。

• MGUE Increment 1-采購類別IC計劃于2017年1月進入里程碑B(解除里程碑C要求)。該計劃旨在提供M碼能力，這將提高GPS信號在降級威脅環(huán)境中的可用性。MGUE Increment 1供應(yīng)商最終軟件和硬件構(gòu)建的持續(xù)延遲繼續(xù)導致MGUE Increment 1領(lǐng)先平臺測試計劃的延遲，這增加了尋求實施MGUE的平臺的風險。因此，陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊決定不使用陸基MGUE Increment 1卡部署各自的平臺。由于專用集成電路的過時和有限的生產(chǎn)，這些服務(wù)已經(jīng)轉(zhuǎn)向市場上可以買到的、MGUE衍生的M-code接收器，以繼續(xù)滿足PNT的要求。這些系統(tǒng)將在記錄的MGUE Increment 1計劃之外進行操作測試（作戰(zhàn)試驗）。

• MGUE Increment 2-中間層采購計劃，旨在支持制導彈藥和手持設(shè)備等低功耗應(yīng)用，并解決MGUE Increment 1專用集成電路硬件過時的問題。

• 作戰(zhàn)控制系統(tǒng)(OCX)-采辦類別ID計劃于2017年6月進入里程碑B(解除里程碑C要求)，旨在完全控制現(xiàn)代化的民用和M碼信號和導航戰(zhàn)功能，以及提高網(wǎng)絡(luò)安全。隨后的OCX Block 3F升級將允許OCX指揮和控制GPS IIIF衛(wèi)星。美國航天部隊計劃在2023年1月成功進行初始作戰(zhàn)試驗鑒定后，在23財年用OCX取代OCS。

作戰(zhàn)試驗鑒定局長Dot&E于2018年8月9日批準了GPS企業(yè)測試評估總體計劃（試驗鑒定總計劃）(E-Temp)修訂B，并于2021年8月25日批準了部分E-Temp修訂C。項目辦公室繼續(xù)修訂GPS E-Temp，以符合空間威脅要求，解決網(wǎng)絡(luò)測試問題，并實現(xiàn)OCX、MGUE Increment 2、升級的核爆探測系統(tǒng)控制系統(tǒng)、GPS IIIF衛(wèi)星和OCX Block 3F的同步交付。圖1總結(jié)了截至2016財年的GPS企業(yè)重大事件和測試。下一次GPS運營測試是計劃于2022年底進行的OCX網(wǎng)絡(luò)評估，隨后是2023年1月OCX的初步運營測試和2023年晚些時候的GPS Enterprise IOT&E。MGUE Increment 1航空/海事卡將在2024年接受集成在B-2平臺上的運行測試，盡管考慮到空軍計劃在2030年初退役B-2，未來的任何時間表延誤都可能保證空軍選擇另一個平臺來支持計劃中的MGUE Increment 1卡的整合。GPS企業(yè)多服務(wù)運營測試和評估(MOT&E)計劃于2025年進行，旨在同時評估所有三個第三代細分市場。

主要承包商

空間段

·Block IIR/IIR-M/III/IIIF衛(wèi)星：洛克希德·馬丁空間系統(tǒng)公司-科羅拉多州丹佛·Block IIF衛(wèi)星：波音公司、網(wǎng)絡(luò)和空間系統(tǒng)公司-El Segundo，加利福尼亞州

控制段

·OCS：洛克希德·馬丁空間系統(tǒng)部門-科羅拉多州丹佛·OCX：雷神公司技術(shù)、情報、信息和服務(wù)-科羅拉多州奧羅拉·OCX 3F：雷神公司技術(shù)、情報、信息和服務(wù)-Aurado。加利福尼亞·BAE系統(tǒng)公司-愛荷華州錫達拉皮茲

用戶段

·MGUE Increment 2手持設(shè)備：·L3哈里斯，弗吉尼亞州·雷神技術(shù)、空間和機載系統(tǒng)-埃爾塞貢多，加利福尼亞州·BAE系統(tǒng)-錫達拉皮茲，愛荷華州

測試覆蓋性

2020年，美國航天部隊空間訓練和準備空間三角洲12，第4測試和評估中隊在施里弗航天部隊基地的GPS主控制站、范登堡航天基地的GPS備用主控制站以及卡納維拉爾空間站的GPS監(jiān)測和地面天線設(shè)施對OCS、COPS和MCEU的兩個升級進行了作戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)安全測試。第四試驗鑒定中隊還在洛克希德公司的承包商設(shè)施對GPS III衛(wèi)星模擬器進行了網(wǎng)絡(luò)彈性測試。操作和網(wǎng)絡(luò)測試是根據(jù)能源部批準的作戰(zhàn)試驗鑒定計劃進行的。

產(chǎn)品性能

——作戰(zhàn)效能

OCS架構(gòu)演進計劃升級，MCEU和COPS，在操作上是有效的，使星座能夠同時使用傳統(tǒng)信號和M-碼信號。主控制站的GPS操作員可以成功地指揮和控制GPS III衛(wèi)星，作為完整GPS星座的一部分，使OCS能夠在空間產(chǎn)生全球核心M碼信號，供具有M碼能力的接收器使用。雖然美國太空部隊展示了通過MCEU同時使用傳統(tǒng)(前M碼)信號和M碼信號的能力，但缺乏具有M碼能力的接收器限制了美國和盟軍作戰(zhàn)人員對M碼的使用。

——作戰(zhàn)適用性

GPS III、OCS架構(gòu)演進計劃升級、COPS和MCEU在操作上是合適的。雖然操作員調(diào)查發(fā)現(xiàn)初始培訓、文檔和用戶界面存在問題，但COPS和MCEU完全具備執(zhí)行任務(wù)的能力。未來的操作測試將繼續(xù)側(cè)重于培訓、工作輔助和技術(shù)訂單文檔。

——作戰(zhàn)生存力

MCEU在網(wǎng)絡(luò)競爭的環(huán)境中很容易受到攻擊。盡管缺乏明確的網(wǎng)絡(luò)生存要求，GPS企業(yè)版將在網(wǎng)絡(luò)競爭的環(huán)境中運行，這就需要對GPS企業(yè)版進行充分的網(wǎng)絡(luò)評估，以便在發(fā)射前包括GPS車輛。方案辦公室繼續(xù)制定空間威脅計劃，以充分評估整個GPS企業(yè)號在競爭激烈的空間環(huán)境中的生存能力，這些空間環(huán)境包括動能交戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)、電磁頻譜火力、核武器和定向能武器。

建議

美國航天部隊應(yīng)：

1. 與DOT&E和各自的服務(wù)操作測試機構(gòu)協(xié)調(diào)，支持制定操作測試程序，以標準化所有配備M碼GPS接收器的DOD系統(tǒng)的GPS M碼派生PNT性能的表征。

2. 繼續(xù)計劃針對當前和新出現(xiàn)的空間威脅對全球定位系統(tǒng)企業(yè)進行業(yè)務(wù)測試，以評估其在競爭激烈的空間環(huán)境中支持國防部任務(wù)的能力。

3. 計劃利用現(xiàn)有的演習和導航戰(zhàn)事件進行定期的全企業(yè)范圍的測試活動，以評估GPS企業(yè)公司使用新的M-code能力支持作戰(zhàn)人員的能力。

4. 計劃在空間段和OCX運行控制段的GPS Enterprise IOT&E期間，進行從主控制站到備用主控制站的無通知傳輸，以驗證系統(tǒng)的生存性。

5. 在所有GPS企業(yè)收購計劃中包括網(wǎng)絡(luò)生存要求，以確保企業(yè)能夠應(yīng)對敵方威脅。