是否有一个可行的替代无处不在的全球定位系统?

美国国防部高级研究计划局呼吁找出哪些技术可以提供GPS替代方案

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国防高级研究计划局

怎么回事最先进的非全球定位系统基于导航和寻的技术?这是国防高级研究计划局(DARPA)背后的主要问题对行业的要求本周,该组织正在考虑在何处推进一项计划,以寻求一种替代GPS或一种能够增强GPS的技术。

“尽管全球定位系统具有革命性,但它也有其局限性。GPS信号不能在地下或水下接收,在太阳风暴期间可能会严重退化或不可用。更令人担忧的是,对手可以干扰信号。全球定位系统仍然是至关重要的,但它在某些环境中的局限性可能使它成为致命的弱点……”国防高级研究计划局今年早些时候表示。

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为了克服这些缺点,并在无GPS精确导航和寻的方面提供所需的改进,DARPA说,它正在考虑研究和开发基于外部特征的跨模态导航,作为导航和控制系统的传感器输入。”可能使用的一些传感器模式包括光电/红外(EO/IR)和射频(RF)成像(主动或被动成像)、EO/IR和/或RF信号的主动/半主动/被动制导以及利用机会信号进行跟踪等技术。”

美国国防高级研究计划局说,任何新技术都需要具备至少与全球定位系统(GPS)一样好的导航和寻的精度,并且将以一个小的软件包的形式提供,该软件包将基本实现自动化或几乎不需要人工干预。

DARPA对任何新系统都有很多问题和要求。以下是该机构想知道的经过编辑的评论:

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  1. 什么样的传感方式和传感器可以实现高精度GPS自由寻的?什么样的传感方式能支持对移动目标的归航?在各种环境条件下(白天、夜晚、退化的视觉环境、恶劣的天气和伪装/隐藏/欺骗),应使用何种传感模式?哪些图像/视频/信号传感器数据和功能应用于无GPS导航和寻的?在无GPS精密寻的系统中,目前最适合的INS/IMU技术是什么?

  2. 自动目标识别(ATR)技术将在GPS精确自由寻的中扮演什么角色?ATR是基于模型的吗?如果是,需要什么模型?

  3. 作为所需导航/寻的精度和精确度的函数,适当的跨模态图像/信号处理性能水平是什么?它们是如何量化的?如何融合或组合不同的传感模式,以提高GPS自由寻的精度和精确度?每种传感模态需要什么性能(规格)来支持传感器融合,从而提高GPS自由寻的精度或精确度?

  4. 如何处理从一个传感模态到另一个,或从一个飞行阶段到另一个阶段(导航到终端到寻的)的切换?

  5. 您对基于非GPS外部特征的精密导航架构和技术有何建议?开发这种体系结构的主要技术风险是什么?

  6. 需要哪些来自其他来源或数据库的数据(与所导航的平台无关)来支持此体系结构?此体系结构需要支持哪些数据延迟或数据同步需求?

  7. 无GPS精密导航/寻的系统是否应使用真实/虚拟三维数字高程模型或数据库?作为3D数据库精度的函数,可以达到什么样的导航/寻的精度?

  8. 该体系结构的导航和发射前任务规划有多少可以自动化?计划能以多快的速度完成?什么样的接口结构和指挥控制过程能使基于外部特征的系统达到最大的性能效率,从而在导航、末制导和寻的中达到最大的精度或精确度?

  9. 要把这样一个非GPS精密导航寻的系统发展成一个小的、重复性成本低的系统,需要什么样的辅助工具或技术?

  10. 什么样的制导和控制技术能够最好地利用无GPS导航/寻的系统来实现与导航/寻的精度和精度相称的制导精度和精度?

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