为PNT建立有弹性的未来的重要性
全球定位系统(GPS)和其他全球导航卫星系统(GNSS)在国防和民用基础设施中发挥着关键作用。在许多应用中,GNSS 导航损失可能是灾难性的。失去制导的巡航导弹是灾难性的。在没有替代导航方法的情况下失去GNSS的自动驾驶汽车将不再是自主的。手机、互联网和能源分配是依赖GNSS时间的应用示例。系统的脆弱性已成为经济和国家安全问题。安全定位、导航和时间 (PNT) 解决方案旨在最大限度地减少 GNSS 漏洞的影响。几十年来,国防工业一直在该领域投入巨资。美国国土国防部发布了“弹性定位、导航和定时(PNT)一致性框架”,强调了依赖GNSS的“时间强化”民用基础设施系统的重要性。
时间在安全PNT中的作用
任何安全PNT解决方案的基石都是时间。首字母缩略词实际上应该重写为 TPN(时间、位置和导航)以强调其关键作用。为什么时间是三个功能中最重要的?PNT系统使用时间来计算位置。导航是从一个地方到另一个地方的一系列方向,同时跟踪位置随时间变化。
随着时间被确立为安全PNT的基石,了解时间在PNT系统的各个方面的作用是有帮助的。
PNT 核心:时间创建
PNT核心是PNT系统的中心定时位置,无论是GPS地面站还是通过光纤传输时间的国家计量实验室。原子钟的集合创造了一个稳定的时基。其中许多合奏都有助于通用协调时间 (UTC),这是世界各地使用的时间标准,由 589 个原子钟的加权平均值确定。
在Microchip,我们感到自豪的是,我们的5071A铯时钟初级频率标准是UTC的最大贡献者,来自356个国家的53个铯参考。我们的 67 个 MHM2020 和 MHM 2010 氢激射器也做出了贡献,是第二大贡献。这些时钟加起来占UTC集合中所有时钟的72%。
PNT传输:时间交付
PNT传输系统通过介质(例如,GPS系统中的微波信号)将时间从PNT核心发送到分配点。我们的太空级石英晶体振荡器和太空级原子钟在PNT系统的时间分布中发挥着关键作用,不仅通过保持时间,而且还通过提供发送和接收信号所需的稳定频率参考。然后,分发点将时间传输给最终用户。这些传输的测量经过时间用于计算最终用户的位置和时间。对于许多应用,然后使用网络时间协议 (NTP) 或精确时间协议 (PTP) 通过地面网络从 GNSS 系统到集中式节点的时间交付。我们的时间提供商® TP4100 PTP 网关时钟用于蜂窝网络。我们的SyncServer® S600时间服务器广泛部署在数据中心和其他企业客户中,而我们的GridTime™ 3000 GNSS时间服务器专门用于为电力行业分配时间。
PNT 弹性:时间倒流
安全 PNT 要求核心和最终用户之间的路径不仅精确准确,而且具有弹性且不受干扰。如果信号中断,PNT弹性通过本地振荡器(原子或石英)实现,这些振荡器旨在根据应用提供几分钟到几个月的替代时间源。我们的芯片级原子钟 (CSAC) 和真空微型晶体振荡器 (EMXO) 是用于电池操作的小尺寸低功耗解决方案,可提供几小时到一天的微秒精度,而我们的 4310B 铯参考器件可在 GNSS 拒绝期间提供数月的微秒精度。
PNT保证:时间防御
PNT防御保护最终用户的时间信号。PNT信号的两个主要威胁是干扰(信号阻塞)和欺骗(用包含虚假信息的信号替换PNT信号)。我们提供 AJ 定向天线以帮助防止干扰,我们的 BlueSky™ 威廉希尔官方网站 硬件和软件提供先进的检测和保护,防止欺骗。
审核编辑:郭婷
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