定位、导航与授时（PNT）服务为军事指挥控制、态势感知、信息网络与目标瞄准等提供关键能力。2023年，各国继续完善PNT体系建设，开发先进PNT解决方案，在聚焦卫星导航系统能力建设的同时，更加重视发展卫星导航拒止条件下的补充和替代PNT技术。
持续的俄乌冲突和新爆发的巴以冲突中GPS干扰/欺骗行为不断增加，攻击卫星导航系统已成为现代战场的典型特征之一，如何确保在强对抗条件下依然能够使用天基PNT服务成为当务之急。美、欧、俄继续提升卫星导航服务性能和韧性并推进新一代卫星导航技术研发。特别是美国作为全球导航卫星领域（GNSS）的领先者，为维持其在PNT领域的技术优势，又一次发布GPS现代化报告，全面审视、分析GPS现代化面临的挑战并寻求应对措施；在继续部署GPS第三代系统的同时积极研发各类补充PNT解决方案和新的替代系统，弥补能力缺口，开发部署综合PNT装备，努力实现稳定可靠的高精度PNT服务，满足不同战场需求。
而在发展替代PNT技术和增强PNT服务韧性需求驱动下，新兴PNT技术如量子导航、低轨卫星导航等的应用探索进一步深化并向工程应用迈进，人工智能也更多应用到创新PNT系统中。
1当前冲突中卫星导航干扰/欺骗持续增加
2023年，随着俄乌冲突的持续和巴以冲突的爆发，GPS干扰与欺骗持续增加，进一步暴露了当前GNSS系统普遍存在的风险，也凸显了发展GNSS备用和补充技术的迫切需求。
以军采用欺骗技术可使使用GPS系统的飞机、精确制导导弹偏离目标位置。虽然以政府并未透露其技术细节，但有专家认为很可能采用了模拟器，在利用GPS天线捕获信号后，简单地重新播发经过篡改的信号。美国智库安全世界基金会的专家称，美国和其他西方国家以前也进行过大规模欺骗演习，但不是发生在战争期间。乌克兰和俄罗斯在目前的冲突中也都使用了GPS欺骗。
美太空军称，在2023年的持续俄乌冲突中，俄罗斯一直在干扰乌军使用的GPS卫星。英国皇家联合军种研究所（RUSI）在一份分析报告中指出，俄罗斯的电子干扰技术有效削弱了运送到乌克兰的美军精确制导武器的精度，如联合直接攻击弹药（JDAM）虽进行了多次抗干扰升级，但精度还是会下降。除JDAM之外，干扰还可能影响美国提供的海马斯（HIMARS）高机动火箭炮系统的性能。
过去几十年来，GPS系统一直是PNT技术的“黄金标准”，被全球各国普遍使用。但许多国家的安全专家也在担心GPS导航可能受到信号干扰、网络攻击甚至动能反卫星武器的干扰，从而对各国国家安全、军事安全和日常生活造成重大影响。美军方高层认为，在现代战争中，GPS将成为首要目标。为应对日益增长的冲突威胁，迫切需要加快应用新技术，提供GPS增强或替代方案。
2美国防部更新PNT指令，英发布PNT能力发展新政策
2023年，美国防部更新了PNT指令，英国政府也发布了推进PNT能力发展的新政策框架。出于对卫星导航系统易受攻击或干扰的关切，两国均计划加大卫星导航可替代技术发展力度。
美国PNT监督委员会负责确保美国防部PNT企业职能符合美国国家目标、国家政策和指南，并确保继续发展相互支持的系统、标准和规范，应对不断出现的新威胁。其监督职能现在包括PNT性能评估、脆弱性识别和抑制、架构开发、资源优先级以及监督实施“补充GPS系统使用的多样化替代PNT信息源”等。
负责研究与工程的国防部副部长被提升为联合主席是因为美国防部正在寻求研发一系列新能力和下一代能力，包括PNT，以更好地为潜在大国冲突做准备。根据新指令，在PNT监督委员会中，负责研究与工程的国防部副部长负责监管和指导美国防部在PNT研发与新兴能力方面的投资，审查和监管美各军种PNT研究、系统工程、开发测试、评估、分析、风险识别等流程。
近年来，英国一直在致力于提升国家PNT基础设施韧性。2023年10月，英国国家科学与技术委员会（CST）发布了《增强英国主权太空能力的优先事项》建议，其中包括四点建议，PNT列在首位。CST直接对英国首相负责，为英国科技领域发展提供政策层面的战略方向建议。CST指出，“英国应开发各种主权技术，增强或补充对全球导航卫星系统的使用；发展各种地面技术，提供不依赖于天基系统的备用定位、授时能力。”
这一政策框架阐述了英国未来PNT技术的研究方向。英国将继续发展自主可控PNT能力，以确保其经济和军事利益。
3各国继续提升卫星导航系统服务性能并部署新一代系统
GNSS是PNT体系的核心。2023年，美、欧、俄等继续推进和完善卫星导航系统建设。美国继续推进GPSIII系统建设和部署，并再次发布GPS现代化分析报告，审视GPS现代化面临的挑战。目前GPS新旧卫星一起使用，一些新卫星的能力，包括增强抗干扰能力，因新一代运控系统建设和部署一再延期，滞后于空间卫星和用户设备的部署，还不能完全使用。欧盟继续提升伽利略系统导航服务性能，并加紧开展伽利略第二代系统研发，同时加快推进伽利略系统军事应用开发。俄罗斯继续更新GLONASS星座，发射了首颗GLONASS-K2第四代导航卫星。区域卫星导航系统则呈现出扩展星座规模的趋势，印度导航星座统发射首颗第二代卫星，日本“准天顶”系统也提出了新的星座扩展计划。
GPS系统是美军及其盟友的主要PNT源。美军GPS现代化的目标是通过增加具有强大抗干扰/反欺骗能力的军事专用M码信号，维持并增强GPS现有能力和优势。2023年，美国政府审计署再次发布GPS现代化报告，全面审视GPS系统现代化面临的挑战，积极寻求应对措施，持续推进第三代GPS系统卫星发射与在轨测试、新一代用户设备研发部署以及天基前沿导航技术探索。
2023年6月，美国政府审计署（GAO）发布《GPS现代化——太空军应重新评估卫星和手持设备需求》报告。GAO曾在2022年发布GPS现代化评估报告，重点评估M码用户设备的研发部署现状。相比于2022年的报告，新报告强调了GPSM码地面运控段延期交付可能带来的风险，重点分析了M码空间卫星和军用GPS用户设备增量2研发面临的问题。
目前GPS星座中已有25颗卫星具备M码能力，包括GPSIIR-M、GPSIIF和GPSIII，满足了空间段至少有24颗M码卫星的M码完全运行能力要求。
GPS下一代运行控制系统（OCX）计划可实现完整的M码能力，分为Block0、1、2和3F几个阶段实施。Block0已于2017年交付，截止到目前，已支持了6颗GPSIII卫星的发射。Block1和2因软件开发缺陷等问题一直处于延期交付中；Block3F则基于Block1和2，是发射和控制后续GPSIIIF卫星所需的增强型地面系统，但由于Block1和2尚未完工，它们不能为Block3F开发提供稳定基线。
OCX·Block·3F正通过增量交付能力方式来降低进度风险。计划用三个连续能力包交付其能力，第一个能力包支持GPSIIIF卫星发射能力，目前计划于2024财年第二季度交付。第二和第三个能力包实现增强的M码信号以及其他现代化能力。该项目计划在2027财年第一颗GPSIIIF卫星发射之前完成所有三个增量。
美军通过军用GPS用户设备（MGUE）项目开发部署新一代M码用户设备。MGUE分为两个阶段：增量1和增量2。增量1开发陆用M码卡和航空/海事M码卡。2022年地面卡开发完成，目前已准备采购和部署。2023年3月，承包商向美国政府交付了航空/海事卡，以支持集成和测试。
增量2主要涉及两方面的工作：一是开发新一代更小、能耗更低的ASIC芯片并将其与更小的M码板卡集成；二是在上述芯片和板卡基础上，开发手持式M码接收机。到目前为止，几家开发芯片和板卡的承包商都还未能完全满足性能需求，这意味着这种手持接收机可能达不到性能目标。该项目办公室正在考虑降低一些需求。
另一个挑战是这种手持M码GPS接收机缺乏主要用户。根据增量2的采办策略，美陆军是最大潜在客户，但陆军表示并没有采购这种手持设备的计划。美陆军已经制定了自己的M码手持设备开发计划，其中一些工作比增量2更进一步。美海军陆战队也在考虑其他选择。美太空军希望通过增量2扩展M码技术的使用，但面临耗费大量资源却无法获得相应军事收益的风险。
2023年1月18日，美军成功发射第6颗GPSIII卫星，标志着GPS现代化目标又向前迈进了关键一步。2023年10月，第10颗也是最后一颗GPSIII卫星完成交付，预计2026年发射。
鉴于目前仍有4颗GPSIII卫星等待发射，美太空军认为其卫星数量已超出了其发射能力，因此在2024财年预算申请中决定暂停后续GPSIIIF卫星采购，但仍将大量投资新一代地面系统和用户设备。
M码用户设备研发是GPS现代化的核心内容之一。目前，美军大部分GPS用户设备尚不能使用M码信号。MGUE增量1和增量2的设计都是为了向美军交付安全PNT性能，实现导航战行动，增强抗干扰、反欺骗能力并实现蓝军跟踪电子攻击。2023年，美军距离实现这些目标又近了一步。
2023年4月，MGUE增量1航空/海事GPS接收机卡完成技术需求验证，达到了采购项目基线里程碑，2023年5月完成生产就绪评估，目前正在美海军“阿利·伯克”级驱逐舰、空军B-2战略轰炸机上进行集成测试。完成上述里程碑，意味着美国防部和盟友现在可以使用M码航空/海事接收机更新现有空中和海上武器系统，向平台集成和未来开发又迈进了一步。
BAE系统公司在2023年美国导航学会（ION）联合导航会议上发布了NavGuideGPS接收机，满足作战人员对M码抗干扰、反欺骗能力的需求。该设备适用于车辆、手持设备、火炮瞄准和传感器应用。
这种新型便携式GPS设备将取代美军当前车载和非车载平台上大量使用的国防先进GPS接收机（DAGR），它易与当前DAGR机架和附件集成，可现场安装，仅需30秒，不会造成任务中断。NavGuide满足关键的军事环境要求，电池寿命超过14小时，并与现有的固定接收模式天线（FRPA）和抗干扰电子设备兼容。
BAE系统公司表示，2024年NavGuide将开始限量生产，2025年全面投产，将帮助美军在各种挑战性威胁环境下击败对手。
现代化嵌入式GPS/惯性导航系统（EGI-M）将配备具有M码能力的接收机，被美国防部视为其未来机载导航解决方案。2023年5月，EGI-M成功在一架测试飞机上进行了首次飞行测试。
此次飞行测试标志着美军向开发下一代机载导航系统迈出了重要一步，EGI-M将使作战人员能够在敌对和对抗环境下精确导航。全面运行的EGI-M系统将采用模块化平台接口，旨在与当前平台导航系统集成，并支持先进软件和硬件技术升级。EGI-M将首先部署到美空军F-22“猛禽”战斗机和海军E-2D“鹰眼”预警机上。美国防部及其盟友的其他固定翼和旋翼平台也已选择EGI-M作为其未来导航解决方案，以支持关键任务系统。
“哨兵”M码GPS接收机代表了太空导航技术的重大进步，它能够在各种轨道和挑战性环境中执行任务，使其成为航空航天业不可或缺的工具。
NTS-3发射入轨后，将独立于GPS运行，利用相控阵天线技术，从地球静止轨道播发PNT信号，新的信号技术和先进波形将使对手更难进行干扰或欺骗。NTS-3演示的技术预计将迁移到可以作为GPS备份的军用PNT卫星，将帮助美军建立灵活和反应敏捷的卫星导航体系架构，以应对当前和未来作战人员面临的最具挑战性的威胁。
2023年1月，欧空局在第15届欧洲太空会议上宣布，经过数月测试，伽利略系统的高精度定位服务（HAS）已启用，其水平和垂直导航精度分别可达到20厘米和40厘米。
伽利略系统高精度定位服务（HAS）
此外，伽利略开放服务导航电文认证（OSNMA）服务也达到了初始运行能力，用户使用该服务可确认收到的伽利略导航数据未被修改，并且来自伽利略系统，从而增加了在数据层面检测欺骗攻击的可能性，显著增强了定位安全性。
目前，伽利略系统第一代系统尚有第三批次10颗卫星等待发射。由于原计划使用的欧洲阿丽亚娜6型运载火箭交付一再延误，2023年欧盟转而寻求新的解决方案——与SpaceX公司合作。据报道，欧盟已经处于与SpaceX达成协议的最后阶段，计划在2024年4月和7月发射4颗伽利略导航卫星。
第二代卫星首次采用电力推进，并采用增强型导航天线，将搭载6个（而不是4个）增强型原子钟以及实现相互通信和交叉校验的星间链路。二代卫星设计运行寿命为15年，采用全数字导航载荷，易在轨重配置，能够通过新型信号和服务来响应用户需求的不断变化。
2023年，为支持公共管制服务（PRS）初始运行能力和开放服务（OS）完全运行能力以及未来二代卫星，伽利略系统地面系统正进行重大升级。
新地面任务段由法国泰雷兹·阿莱尼亚航天公司开发，以提升性能、增强服务鲁棒性和韧性为目标，将为伽利略控制中心提供虚拟化硬件和软件基础设施，为传感器站远程站点提供三重接收机链冗余。2023年5月，该公司又在法国瓦利斯（南太平洋）和荷兰博奈尔岛（加勒比海）分别增加了一个传感器站点，使系统传感器站点达到15个，增强了全球覆盖。新任务段还实现了系统扩展应急模式，通过实现导航性能平稳下降，可以应对7天的服务中断。
地面控制段升级由GMV公司负责。2023年7月，欧空局授予GMV公司价值超过2亿欧元的合同，新地面段用于监测和控制两颗二代卫星平台，计划2025年首颗二代卫星发射时投入运行。与当前地面段相比，新地面段将实现技术飞跃，其创新包括后量子密码、部署微服务、更高的自动化水平、新用户接口等。升级将使系统具有更高灵活性、可扩展性和自主性。此外，该公司还将升级设在比利时的遥测、跟踪和控制（TT&C）站，并在意大利伽利略控制中心增设TT&C新站。
新的伽利略安全设施将部署在伽利略安全监控中心，通过新的增强空间信号访问控制提升PRS能力。此外，还将实施新的最先进的网络安全监测系统。
GEODE项目也在按计划推进，目前正在基于不同技术，如现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）等开发一系列安全模块，希望最终基于通用技术规范与标准交付PRS接收机，到2026年进行演示。接收机与基础设施原型开发涉及到独立PRS接收机、基于服务器的PRS接收机、海事PRS、授时与同步PRS、基于太空服务器的PRS等，应用于包括防务领域在内的陆上、海上、空中、无人机以及授时与同步平台上。
这两个项目作为欧盟最大的PRS防务项目，将为欧盟开发导航战能力通用基础设施，提高欧盟在军用PNT这一战略领域的军事竞争力，推进欧盟成员国军方装备伽利略PRS能力。
2023年8月，俄罗斯联邦航天局成功将首颗GLONASS-K2卫星发射至中地球轨道。GLONASS-K2是GLONASS导航系统的第四代卫星，卫星设计寿命10年，导航精度优于30厘米，这颗新卫星还引入了一种采用所谓“码保护选择”的新型导航信号，将共发射9个导航信号。这颗卫星的一个显著特点是采用了两个天线阵列，一个用于CDMA信号，一个用于FDMA信号。星上还载有光学反射器面板，利用国际激光测距服务站估算卫星飞行参数，以提高两个天线阵列导航信号的精度。
受西方制裁影响，GLONASS-K2发射已比原计划延期10年以上。俄罗斯计划在2024年发射多颗第三代GLONASS-K卫星和一颗GLONASS-K2卫星，继续更新GLONASS星座。
2023年，日本太空政策委员会确立了“准天顶”导航卫星系统扩展目标，计划将其卫星数量从4颗增加到11颗，让用户可在不依赖美国GPS系统的情况下在本国任何地方实现精确导航。
“准天顶”星座位于地球同步轨道，在日本和澳大利亚上空。亚洲-大洋洲地区用户通过接收“准天顶”和美国GPS卫星信号，定位精度可达几厘米。首颗“准天顶”卫星发射于2010年，自2018年至今有4颗卫星在轨运行。
目前运行4颗卫星的“准天顶”系统是对GPS的补充。达到7颗卫星时，该系统可以不依赖GPS独立工作，但精度较低，信号无法覆盖山区或高层建筑区域。而达到11颗卫星，则可基本覆盖整个日本，包括山区或城市区域。随着亚洲和大洋洲用户需求的增长，日本还希望在海外推广“准天顶”的使用。构建独立国家系统对日本国家安全而言意义重大，可减少对GPS的依赖，确保在GPS无法使用时仍能获得精确定位信息。
另外，2023年，日本根据2020年与美太空军签署的协议，接收了美国交付的两个光学传感器，计划搭载在后续发射的第6颗和7颗“准天顶”卫星上，目的是和美国合作，增强对印太地区的太空域感知能力。不过，这两颗卫星的发射日期尚未公布。
2023年5月，印度航天局（ISRO）成功将该国首颗第二代本土导航卫星NVS-01送入地球同步转移轨道（GTO），卫星最终定位于地球同步轨道。
印度已建成的区域导航卫星系统（IRNSS），也称为印度导航星座（NavIC），目前包括8颗第一代地球同步轨道卫星，此次发射后卫星数量增至9颗（其中有2颗已失效）。
NVS-01质量为2232公斤，比第一代卫星重900多公斤，设计寿命12年，首次搭载印度本土开发的铷钟，取代了第一代卫星上多次出现故障的瑞士Spectratime公司的铷钟。除了现有卫星播发的L5和S波段信号外，该卫星还播发新的L1信号，这将提高与美国GPS等其他卫星导航系统的互操作性，也意味着它可以通过软件更新在移动设备上使用。
NavIC虽然仅能涵盖印度及其周边地区且精度有限，但在战略上仍起到一定作用。NVS系列卫星发射后，NavIC有望与手机兼容，民用用户也可以实现对NavIC的访问。目前，印度已将NavIC系统用于国防和民用目的，计划不断增加卫星数量，以扩大覆盖范围。
4美国陆军寻求满足不同战场需求的PNT技术，并加速推进新一代综合PNT装备部署
美国陆军作为美军GPS系统的最大用户，装备有大量GPS终端。近年来，针对GPS易被干扰、受地形限制等自身缺陷，为维持其PNT技术优势，美国陆军不断寻求多种PNT信息源，利用开放式架构，发展可靠性更高、更灵活和更先进的综合PNT系统。2023年，美国陆军继续寻求各类PNT技术，满足GPS拒止环境下的不同作战需求。在PNT融合应用方面，继续推进车载有保证PNT系统（MAPS）和徒步有保证PNT系统（DAPS）部署。
2023年8月，美国陆军在白沙导弹测试场举行了第5次年度PNT评估实验（PNTAX）。PNTAX是美陆军首要的GPS和通信拒止/降级实验。实验中创建了类似于现实世界的不断发展的威胁场景，对现有和新兴天基、空中与地面PNT技术进行测试，最终加速向士兵交付先进的有保证PNT和导航战等能力。美陆军正在装备的徒步有保证PNT系统（DAPS）也在此次演习中进行了测试。
美陆军在2023年PNTAX中演示其无人地面车导航技术
目前，美、英、俄等已形成了初步地面无人体系。随着地面无人系统自主性和任务功能领域不断拓宽，其对导航的依赖程度越来越高。为适应复杂作战环境，地面无人系统导航技术也将越来越受重视。
2023年3月，美国陆军与IS4S公司签订了一份价值950万美元为期三年的项目，开发采用开放式架构设计的即插即用PNT能力，使陆地作战士兵能够在RF和GPS拒止敌对环境中进行城市作战。
此合同属于美陆军PNT项目。美陆军一直强调采用模块化开放式系统融合多种PNT信息源，该项目将尽可能广泛利用开放系统标准，如C4ISR/EW互操作性车辆集成（VICTORY）标准、模块化开放式RF架构（MORA）、OpenVPX、REDHAWK软件定义无线电框架、软件通信架构（SCA）、未来机载能力环境（FACE）和传感器开放系统架构（SOSA）。项目围绕10个主题，包括车辆导航系统；惯性导航；定位与定向技术；导航系统辅助传感器；导航传感器融合；仿生导航；PNT系统授时；PNT建模与仿真：导航战技术；以及PNT自主和人工智能技术。美陆军将授出多份合同，目前还没有确定更多承包商。根据合同，IS4S公司将于2026年3月完成工作。
美陆军将MAPS和DAPS视为多域战的关键使能能力，并将其列入到“交付到士兵手中”的关键技术清单中。MAPS为开放式模块化移动系统，可融合多源PNT数据；DAPS相当于MAPS的徒步版本。2023年，美陆军与柯林斯签订第二代MAPS生产合同，第二代DAPS也开始交付。这两个系统将帮助美军在未来潜在冲突中应对可能存在的严重电子干扰和GPS信号被茂密植被或城市建筑阻挡等问题。
第一代MAPS目前处于维护阶段，承包商通用动力任务系统公司的子公司GPSSource已经交付并部署了1803套系统。第二代MAPS是该系统目前的在案项目，由柯林斯航空公司开发。美国防部作战测试与评估主任办公室在2023年1月发布的报告中称，二代MAPS在试验中表现良好，“提高了态势感知能力，协助个人和分队导航，使作战分队在GPS对抗环境中向多个目标移动时仍能保持作战节奏。”
2023年6月和8月，美陆军分别与柯林斯签订了6400万美元和2490万美元合同，采购二代MAPS系统设备，包括柯林斯公司的NavHub-100导航系统和多传感器天线系统（MSAS-100）。二代MAPS具有M码能力并通过现代化信号跟踪增强GPS完好性，提升了可靠性。系统通过融合不同传感器数据，在GPS威胁环境下提供精确导航。该技术将应用于一系列装甲平台，包括“艾布拉姆斯”坦克和“帕拉丁”火炮以及轻型装甲车，如斯特瑞克装甲车和悍马车等。柯林斯公司称该系统提供了“针对最严重和不断发展的威胁的最高级别保护”。
2023年10月，TRX系统公司宣布正在向美国陆军交付第二代DAPS解决方案。在此前的2023年3月，美陆军授予TRX一份为期7年价值4.02亿美元的二代DAPS系统合同。
5新兴导航技术正从实验室走向实际应用，并开始呈现多技术融合应用趋势
量子导航是导航定位方向未来发展的一个重要领域。美国一直把量子导航技术列为高优先级，并启动了一系列项目和计划，英国、澳大利亚、日本等也已将量子PNT能力发展作为国家重点。
目前，量子惯性导航技术最有望实现实际应用并发挥重大价值。2023年，量子惯性导航开始从实验室研制走向实际环境测试。
在美国国防部国防创新部门（DIU）的资助下，2023年8月，加州初创公司VectorAtomic与霍尼韦尔航空航天公司合作交付了一款原子惯性导航传感器。该传感器不依赖GPS或其他外部信号源，可在太空环境中进行高精度测量，具有广阔应用前景。
DIU并未公布这一量子传感器的太空任务细节和预计发射日期。原子钟已在GPS卫星上运行多年，但除此以外，其他形式的量子传感器还未走出实验室。DIU希望能尽快将此技术推进到系统工程和原型设计阶段。它的出现标志着量子传感技术进入了一个全新的里程碑阶段，未来有望在军事、民用等领域发挥重要作用。
不过，这项技术也有其局限性。如，加速度计无法区分微小的引力效应和船只运动引起的加速度，因此需要非常好的重力图才能使用量子加速度计正确导航。
量子加速度计被专家视为量子创新前沿的一项开创性技术，英国海军对此表现出了浓厚兴趣，希望继续测试和完善该技术。
低轨星座是卫星导航领域的新热点，在增强PNT能力方面具有独特优势。低轨PNT卫星具有轨道高度低、信号传播损耗小、卫星运动速度快有助于定位收敛等优势，采用新型导航技术和更宽信号频段能够解决各种特定用户需求，包括更快定位、更高精度、更高韧性和更强信号穿透能力。将传统中轨GNSS星座与低轨卫星导航相结合，已被广泛视为一种积极的发展战略。
Xona空间系统公司目前正与美国空军研究实验室和美国太空军合作，加速开发能够利用该公司PULSAR服务的低轨PNT架构。
Xona公司于2022年发射了首颗商用低轨道导航卫星Huginn，下一阶段目标是发射大约40颗卫星，为中纬度人口中心提供1颗可见卫星的低轨GNSS增强服务。最终目标是部署一个由近300颗卫星组成的星座，提供GPS级别的卫星可视性和几何布局。这些卫星的设计具有在轨灵活性和更快更新周期，以跟上不断增长的PNT需求。
2023年5月，Xona公布了其在轨PNT演示任务所取得的成果，包括
这些成果代表了天基PNT和整个GNSS业界的重大飞跃。Xona正将其功能集成到传统GNSS用户设备和GNSS仿真工具中，将继续验证和优化其低轨PNT技术。
Xona公司表示，与美空军和太空军的合作将为将PULSAR服务无缝集成到美国国家安全太空架构中奠定专业基础。美空军官员则表示，这项工作中吸取的经验将为未来防务项目铺平道路，成功利用商业空间资产实现灵活多样的卫星导航，增强应对敌方威胁的韧性。
美国太空发展局（SDA）正在研究如何通过即将推出的“扩散型作战人员太空架构（PWSA）”提供替代PNT服务，其中包括SDA和美陆军之间的合作。PWSA将由数百颗低轨卫星组成，提供关键数据中继、导弹预警和导弹跟踪能力。
Link16早在20世纪80年代在GPS用于作战前就在使用，也用于提供导航、授时功能。Link16是美军及盟友数千部军用无线电和接收机的标准数据传输链路，用户不需要做任何改变就可接收嵌入的导航信号。使用现有已装备的用户设备使美军能以最快方式获得替代PNT能力。
展望未来，SDA还在研究未来通过L波段或S波段播发替代PNT信号，这将需要开发新用户设备。2022年11月，SDA已经就此向业界发布信息征求书，寻求L波段低轨PNT载荷。这种能力可以集成到PWSA传输层3期或4期卫星上，SDA计划在2028年之后就该方案做出决定，届时将确定如何配置后续传输层3期和4期卫星。
2022年在欧空局部长级会议上获批的低轨PNT卫星项目将很快开始测试一个由至少10颗卫星组成的小型低轨星座。2023年，欧洲航天局发布了新的招标邀请，号召欧洲公司加入低轨PNT项目。该招标涵盖该在轨演示项目的所有方面，包括太空和地面段、系统工程方面、运行、发射、测试用户段、实验和代表性用户环境中的服务演示。
欧空局认为，就技术性能而言，传统GNSS系统正迅速接近其潜力极限，虽然GNSS仍将是PNT服务的基本支柱，但现在需要新的替代方案。欧空局希望通过此低轨PNT项目实现一种新型多层卫星导航系统之系统，提供更精确、鲁棒和可用性更高的泛在无缝PNT服务。
2023年5月，在美军“金凤凰”演习期间，美国空军-麻省理工学院人工智能加速器（AIA）团队在3架C-17“环球霸王”运输机上首次成功演示实时磁导航技术，取得系列突破性成果。
这次试验是美空军磁导航（MagNav）项目的一部分。磁导航利用地球磁场进行导航，难以干扰和欺骗，被美空军视为补充GPS能力的一种必要选择。但实时磁导航的实现非常困难，特别是现代飞机上配备的灯、发射机、计算机和其他设备都会产生电磁噪声并中断计算，磁导航的核心挑战之一是从噪声中挑选出清晰信号，准确读取地球磁场。
美空军磁导航项目团队通过其磁导航开放挑战赛展开全球协作，改进了AIA的神经网络架构，利用人工智能和机器学习能力，从整个磁场中消除飞机电磁噪声，并通过与已知磁场图的比较来推导实时位置。该神经网络在飞行过程中用一台商用笔记本电脑在数分钟之内即完成了训练。
此次实验的另一个特点是使用了量子传感器测量地球磁场。2023年1月，美空军授予SandboxAQ公司量子导航技术合同，优化其磁导航工具。这种量子传感器对电场和磁场变化高度敏感，可以补偿GPS系统在复杂、恶劣环境中失去的精度，解决GPS面临的障碍物引起的弱信号、过度噪声、低信噪比以及敌方干扰等挑战。量子传感器与人工智能集成，可提高数据处理速度和准确性。
磁导航设备安装在C-17“环球霸王”运输机后部
此次测试的磁导航系统精度约为1千米，明显低于GPS系统。但该项目团队认为，对于大多数任务而言，在视觉导航或地标识别等传统工具接管并引导飞机到达最终目的地之前，导航到1千米已足够。磁导航在C-17上的成功演示是美空军增强导航能力的一个重要里程碑。美空军在一份新闻稿中称，磁导航应用于飞机只是一个开始，未来磁导航实验还可能会在潜艇、高超音速滑翔飞行器和小型无人机上进行。
2023年，日本东京大学的科学家成功开发出“μ介子无线导航系统”。这种新型导航系统基于对宇宙射线μ介子流运行的追踪与分析。μ介子可轻松穿过无线电信号无法穿透的高密度材料。这种导航方式可解决建筑物内部、地下和水下无卫星导航信号的导航迷失问题。
目前，世界上已经存在μ介子传感器，可通过分析这种粒子的运行探测隐蔽目标。日本科学家将这种技术用于确定携带传感器者在建筑物内的位置。目前，首次试验已取得成功。为了测试这种系统的导航能力，参考探测器被放置在一栋大楼的六楼，“导航者”则携带接收器前往地下室，并在地下走廊慢慢走来走去。该系统目前精度为2～25米，有时达到100米，主要与目标的移动速度及距离有关。研究人员认为将芯片级原子钟应用于这种导航系统将实现1米精度的实时测量。
6结语
随着社会经济和军事应用对卫星导航依赖度不断加深以及卫星导航易受干扰、欺骗等固有缺陷凸显，以GNSS为核心，发展各类PNT技术和更具韧性的综合PNT体系已成为重要趋势。2023年，全球卫星导航系统现代化和星座升级稳步推进，PNT服务性能和体系韧性不断增强；外军面向不同作战需求和能力缺口不断寻求发展多种替代PNT技术；前沿导航技术探索取得多项新突破。未来，外军将继续加快向作战人员交付先进PNT装备，增强PNT优势地位和韧性，而技术创新与突破也将成为未来PNT能力发展的关键。
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本文转载自“电子小氙”，原标题《【重磅发布】2023年国外军事导航领域发展综述》。
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