GPS 備份：低軌道跟踪的潛力

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  量子運行遠見
• 2022 年 6 月 16 日

洞察總結

全球導航衛星系統 (GNSS) 正在成為商業、技術和地緣政治操縱的領域，自動駕駛汽車公司等行業需要比目前 GPS 所能提供的更精確的定位、導航和授時 (PNT) 資料。 人們認識到 GPS 資料是國家和經濟安全的基礎，因此採取了旨在減少對 GPS 的單一依賴的行政行動和合作，特別是在關鍵基礎設施領域。 新的企業不斷湧現，旨在透過低軌道衛星星座擴展 PNT 的可用性，從而有可能開啟經濟活動的新領域。

GPS 備份上下文

投資數十億美元開發自動駕駛汽車、送貨無人機和城市空中出租車的公司依靠準確可靠的位置數據來順利管理其運營。 然而，例如，雖然 GPS 級別的數據可以在 4.9 米（16 英尺）的半徑內定位智能手機，但這個距離對於自動駕駛汽車行業來說不夠準確。 自動駕駛汽車公司的目標定位精度高達 10 毫米，而更遠的距離在現實環境中構成了重大的安全和運營挑戰。

不同行業對 GPS 數據的依賴如此廣泛，以至於破壞或操縱 GPS 數據或信號可能會危及國家和經濟安全。 在美國（US），特朗普政府於 2020 年發布了一項行政命令，授權商務部確定對美國現有 PNT 系統的威脅，並指示政府採購流程將這些威脅考慮在內。 美國國土安全部還與美國網絡安全和基礎設施安全局合作，使該國的電網、應急服務和其他重要基礎設施不完全依賴 GPS。

TrustPoint 致力於將PNT 可用性擴展到GPS 之外，該公司成立於2020 年，是一家專注於開發全球導航衛星系統(GNSS) 的新創公司。該公司於2 年獲得了2021 萬美元的種子資金。Xona Space Systems 於2019 年在聖馬刁成立加州正在進行同樣的計畫。 TrustPoint 和 Xona 計劃將小型衛星星座發射到低軌道，以獨立於現有 GPS 營運商和 GNSS 星座提供全球 PNT 服務。 

破壞性影響

GPS 及其替代品的未來與商業、技術和地緣政治動態的複雜網絡交織在一起。 各種全球導航衛星系統 (GNSS) 的出現可能會推動依賴定位、導航和授時 (PNT) 資料的產業與不同的供應商建立商業聯盟。 此舉可以被視為確保關鍵導航和授時資料冗餘和可靠性的一種方法，這些資料是物流、運輸和緊急服務等許多現代行業的支柱。 此外，這種多樣性可以促進 PNT 和 GNSS 行業內的市場差異化和競爭，使它們更具活力並能更好地滿足不同客戶的需求。

在更廣泛的範圍內，多個 GNSS 系統的存在可能凸顯了對通用監管機構或基準的需求，以確保這些系統提供的資料的準確性和可靠性。 這樣一個全球標準制定機構可以努力協調不同 GNSS 系統的技術和操作標準，確保全球用戶之間一定程度的互通性和信任。 這一點至關重要，因為 PNT 數據的差異可能會產生重大影響，從服務交付的輕微中斷到航空或海上航行等部門的重大安全隱患。 此外，標準化還可以促進不同系統的集成，增強 PNT 服務針對潛在系統故障、故意幹擾或自然災害的全球復原能力。

傳統上依賴 GPS 的政府可能會看到開發由內部設計的 GNSS 基礎設施支援的自己的 PNT 系統的價值，作為實現資料和資訊獨立性的一種手段。 這種自力更生不僅有可能增強國家安全，而且還為基於共同的社會、政治或經濟目標與其他國家結盟開闢了途徑。 此外，隨著各國冒險開發獨立的 PNT 系統，這些國家內的科技公司可能會看到政府資金的激增，這可能會顯著促進電信和技術行業的就業成長，從而產生積極的經濟連鎖反應。 這一趨勢最終可以培育一個全球環境，各國不僅在技術上自力更生，而且還基於共享的 PNT 基礎設施和目標進行建設性合作。

正在開發的新 GPS 技術的影響

從不同來源提供的 PNT 數據的更廣泛影響可能包括：

• 政府為特定的軍事目的開發自己的 PNT 系統。
• 多個國家禁止來自對立國家或地區集團的 PNT 衛星在其邊界上方運行。
• 隨著無人機和自動駕駛汽車等技術的發展，價值數十億美元的經濟活動將變得更加可靠和安全，可用於更廣泛的應用。
• 低軌道 GNSS 系統成為為操作目的訪問 PNT 數據的主要方式。
• 提供 PNT 數據保護作為客戶服務線的網絡安全公司的出現。
• 專門利用新 PNT 網絡創造新穎產品和服務的新興初創公司。

需要考慮的問題

• 是應該建立全球 PNT 標準，還是應該允許不同的公司和國家開發自己的 PNT 數據系統？ 為什麼？
• 不同的 PNT 標準將如何影響消費者對依賴 PNT 數據的產品的信心？