نظام GPS-III الأمريكي
سيؤدي تعطيل أو إضعاف القدرات الحرجة التي يوفرها نظام تحديد المواقع العالمي للأقمار الصناعية (GPS) الأمريكي إلى إلحاق أضرار جسيمة بالجيش الأمريكي بشكل خاص ، والعديد من جوانب الاقتصاد العالمي بشكل عام. أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) جزءًا من الحياة اليومية للسكان المدنيين ، حيث تجاوز كثيرًا خرائط السيارات الملاحية الملائمة ، بما في ذلك توفير وقت دقيق لسوق الأوراق المالية ، فضلاً عن لعب دور رئيسي في معالجة معاملات بطاقات الائتمان. في الوقت نفسه ، يمكن الآن العثور على نظام الملاحة GPS (M-code) العسكري في كل شيء من صواريخ كروز والقنابل الدقيقة المختلفة إلى قذائف المدفعية. تعتمد أجهزة راديو البحث والإنقاذ القتالية على هذا الخط من الاتصال ، كما هو الحال مع مجموعة كبيرة من معدات الجنود الفردية.
تعد الأقمار الصناعية GPS-III جزءًا أساسيًا من خطة نظام تحديد المواقع والتوقيت والملاحة (PTN) في المستقبل ، حيث تقدم العديد من التحسينات على مجموعة الأقمار الصناعية الحالية لنظام GPS II. محطات المراقبة الأرضية هي أيضًا جزء من هذا النظام.
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): السلسلة الحالية
للحفاظ على تغطية عالمية كافية ، يجب أن تتكون كوكبة GPS من 24 قمرًا صناعيًا متباعدة بشكل متساوٍ في مدار أرضي متوسط ، على الرغم من تفضيل 27 قمراً صناعياً. تريد قيادة الفضاء التابعة للقوات الجوية الأمريكية أن يكون لديها ما لا يقل عن 30 قمراً صناعياً لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في المدار بحيث لا يقل العدد الإجمالي للأقمار الصناعية العاملة عن 27 في حالة حدوث أعطال أو مشاكل في العديد من الأقمار الصناعية. وتوضح المجموعة الحالية أن مثل هذه الأعطال ممكنة . في عام 2008 ، كان هناك 31 قمراً صناعياً لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في المدار:
13 بلوك IIA. عمر التصميم: 7.5 سنوات. بفضل التصميم الذكي والمكونات الزائدة عن الحاجة والضبط الذكي ، تعمل هذه الأقمار الصناعية لفترة أطول بكثير مما هو مخطط لها ، وهو رقم قياسي يبلغ حوالي 17 عامًا.
12 بلوك IIR. عمر التصميم: 10 سنوات. يعمل قمر صناعي واحد على الأقل بالفعل بعد هذه الفترة. تم بناء ما مجموعه 21 GPS IIRs ، تمت ترقية 8 منها إلى إصدار GPS IIR-M.
6 Block IIR-M (محدث). يشتمل كل قمر صناعي IIR-M على لوحة هوائي مطورة توفر قوة إشارة متزايدة ، وإشارات عسكرية جديدة ذات دقة متزايدة (تصل إلى متر واحد) ، وتشفير محسّن ومكافحة التشويش ، وإشارة مدنية ثانية (L2C) تتيح للمستخدمين الوصول إلى إشارة مفتوحة على تردد إضافي. يمكن للإشارات الإضافية أن تحسن النظام بشكل كبير ، لأنها ستسمح للمستقبلات باكتشاف الأخطاء الناتجة عن الأيونوسفير للأرض ، وباستخدام خوارزميات متقدمة ، تعمل على تحسين دقة تحديد المواقع.
تم تأجيل آخر عمليتين لإطلاق الأقمار الصناعية GPS IIR-M "إلى أجل غير مسمى" في أكتوبر 2 بسبب مشاكل في إطلاق صاروخ Delta II ، ولكن لا يزال الساتل السابع GPS IIR-M قد تم إطلاقه في مارس 2008 ، والقمر الثامن والقمر الصناعي تم إطلاق ساتل GPS IIR-M النهائي في أغسطس 2009.
ستشمل السلسلة التالية من عمليات الإطلاق أقمارًا صناعية من طراز Boeing Block IIF. ستشمل تحسيناتهم تحديثات للبنية والطاقة والمعالج وتقليل الوزن ووجود إشارة مدنية ثالثة (L5) في الطيف طيران الأمن ، والذي من المتوقع أن يؤدي إلى زيادة استخدام GPS لمراقبة الحركة الجوية في الطيران المدني ، بالإضافة إلى إشارة عسكرية جديدة.
يتم أيضًا تطوير جزء محدث من التحكم الأرضي ، يُعرف باسم خطة التطور المعماري (AEP). على جانب التحكم ، تتضمن الخطة محطات تحكم أولية جديدة في قاعدة شريفر الجوية ، كولورادو ، ومحطات بديلة في قاعدة فاندنبرغ الجوية ، كاليفورنيا. تمت إضافة المزيد من الهوائيات الأرضية للتحكم في أقمار GPS الصناعية مع محطات التتبع عن بعد USAFSCN وتم تحسين المراقبة باستخدام شبكة وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية. على الجانب الفني للمشروع ، تتمثل الخطة في تحويل التحكم في التجميع من أنظمة الكمبيوتر في السبعينيات إلى أنظمة واجهة المستخدم الرسومية الحديثة ، وإضافة بنية موزعة قادرة على تشغيل تطبيقات متعددة بالتوازي.
دخلت الخطة حيز التنفيذ لأول مرة في سبتمبر 2007 وفي مارس 2008 مكنت السيطرة على الأقمار الصناعية Block IIF. ومع ذلك ، هذا حل مؤقت مع بعض القيود. على سبيل المثال ، لا يمكن للنظام إرسال رسائل الملاحة أو مراقبة إشارات L2C المدنية المحدثة أو إشارات GPS IIR / M العسكرية المشفرة. لهذا السبب تقرر إدخال هذه الوظائف في نظام GPS III.
برنامج GPS III
عند نشرها بالكامل ، ستكون الأقمار الصناعية GPS-III قادرة على إرسال إشارة L1C المدنية الجديدة ، وستكون لها بنية قيادة وتحكم مشتركة جديدة. سيسمح ذلك لمحطة أرضية واحدة فقط بالتحكم في مجموعة أقمار GPS الصناعية بالكامل ، وبفضل الهوائي الجديد ، ستوفر مناعة عالية من الضوضاء مع تحسين دقة وسلامة النظام. سيكون لنظام GPS III توافق محدود مع نظام الملاحة الأوروبي الجديد Galileo عبر الأقمار الصناعية ، والذي تم توقيعه في عام 2006 بين Lockheed Martin و EADS.
واجه سلاح الجو مشاكل في الماضي مع الإفراط في الميزانية لبرامج الأقمار الصناعية ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى المتطلبات التقنية ، وغالبًا ما يحاول حل المشكلات على جبهات كثيرة في نفس الوقت. هذا هو الوضع الطبيعي في تنفيذ الأنظمة المرتبطة بعدد كبير من عمليات إطلاق الأقمار الصناعية وعمر خدمة طويل ، لكن التأخير من جدول الإطلاق المخطط وتجاوزات التكلفة الليبرالية لا يزالان يطرحان قيودهما. أخذ برنامج القمر الصناعي GPS III هذه الدروس في الاعتبار وسيتم تنفيذ الإنفاق الإضافي على مراحل بدءًا من الجزء الأرضي:
تعد أقمار GPS Block III أكبر من أقمار Navstar الصناعية السابقة. ستوفر المزيد من الطاقة ، والتي بدورها ستنشئ إشارة يسهل استقبالها ويصعب تشويشها. في البداية ، ستكون الأقمار الصناعية GPS IIIA متوافقة مع نظام Galileo الأوروبي المنافس ، مضيفًا إشارة مدنية رابعة (L4C) بالإضافة إلى إشارة عسكرية GPS مضخمة (رمز m) ، والتي من المتوقع أن توفر تحسينًا رباعيًا في الدقة و ترتيب حجم قدرة أفضل لمكافحة التشويش. ستضمن هذه المتطلبات البسيطة استبدال الأقمار الصناعية القديمة GPS-IIA بسرعة بأحدث الأقمار الصناعية المثبتة. تود القوات الجوية الأمريكية أن تقتصر على ثمانية أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي IIIA (1 قيد التطوير + 2 قيد التشغيل ، وسيتم إطلاق جميع الأقمار الثمانية) ، على الرغم من حقيقة أن العقد الأصلي يسمح بزيادة عدد الأقمار الصناعية GPS-IIIA إلى 6 إذا من الضروري.
ستضيف الأقمار الصناعية GPS Block IIIB بنية قيادة وتحكم مشتركة. هذا يعني أنه سيتم التحكم في جميع الأقمار الصناعية في كوكبة GPS IIIB بواسطة محطة أرضية واحدة في وقت واحد ، بدلاً من انتظار وصول كل قمر صناعي إلى مجال رؤية الهوائي الأرضي ، كما هو الحال حاليًا. من المخطط إطلاق ما يصل إلى 8 أقمار صناعية GPS-IIIB.
لتعزيز الإشارة العسكرية المشفرة M-Code ، وتحسين مناعة الضوضاء ، وكذلك تحسين الدقة ، سيتم تجهيز الأقمار الصناعية GPS Block IIIC بهوائي اتجاهي قوي. يمكن أيضًا استخدام التقنيات الإضافية التي وصلت إلى مستوى كافٍ من النضج بحلول الوقت الذي يتم فيه إطلاق الأقمار الصناعية. تخطط القوات الجوية الأمريكية لإطلاق ما يصل إلى 16 قمرا صناعيا GPS-IIIC.
من المتوقع إطلاق أول قمر صناعي GPS-IIIA في عام 2014 ، وستكون جميع الأقمار الصناعية الـ 32 GPS Block III في المدار بحلول عام 2022.
سيخلق العقد الحالي لتصميم وتطوير نظام GPS III حوالي 500 وظيفة جديدة في شركة Lockheed Martin وخفض حوالي 750 وظيفة في Boeing. في مقال نشر في مايو 2008 ، قدر الممتحن الوطني التكلفة الإجمالية للبرنامج بحوالي 3.57 مليار دولار.
سيكون مقر إدارة مشروع Lockheed Martin وتطوير المركبات الفضائية في نيوتاون ، بنسلفانيا ، مع التجميع النهائي والتكامل والاختبار في دنفر ، كولورادو. يقع مرفق تصنيع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في منشأة تجميع صواريخ أطلس السابقة. وهي تشمل ما يقرب من 40 ألف متر مربع من المساحة لتجميع واختبار المركبات الفضائية ، بما في ذلك غرف الأبحاث الشاهقة المصممة للإنتاج الفعال عن طريق تقليل رفع المركبات الفضائية وتقليل المسافة بين العمليات. درس فريق إنتاج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) خطوط إنتاج الطائرات ذات الحجم الكبير لشركة Lockheed Martin واستخدم تقنية المحاكاة الافتراضية لتخطيط أرضية المصنع. مثل تجميع السيارات أو الطائرات ، سوف يسافر كل ساتل GPS III عبر محطات العمل المتتالية لأداء عمليات التجميع والتكامل المختلفة. ستبلغ هذه العمليات ذروتها في الاختبارات البيئية. لهذه الأغراض ، من بين أشياء أخرى ، يوجد فراغ حراري وغرف كاتمة للصدى.
سيقوم قسم شركة لوكهيد سانيفال بكاليفورنيا بتصنيع مكونات المركبات الفضائية المختلفة ، في حين أن فريق دعم الإطلاق سيكون مقره في كيب كانافيرال ، فلوريدا. الشركاء الآخرون لبرنامج GPS-III هم:
ITT في كليفتون ، نيوجيرسي - معدات الملاحة
General Dynamics Advanced Information Systems في جيلبرت ، أريزونا - عنصر اتصالات الشبكة (NCE) ، بما في ذلك أنظمة اتصالات VHF والقياس عن بُعد والتحكم.
تمويل GPS-III
يصعب تقديم أرقام التمويل الدقيقة ، حيث يتعامل الجيش الأمريكي غالبًا مع مشروع GPS-III كبرنامج GPS شامل واحد.
مع ذلك:
2008: 805.3 مليون دولار - 556.4 دولار للبحث والتطوير ، مشتريات 248.9 دولار
2009: 927.4 مليون دولار - 867.1 دولار للبحث والتطوير ، مشتريات 60.7 دولار
2010: 880.4 مليون دولار - 749.4 دولار للبحث والتطوير ، مشتريات 131 دولار
2011: 1.057 مليار دولار - 862.7 دولار للبحث والتطوير ، 194.8 دولار للمشتريات
2012: طلب مالي بقيمة 1.462 مليار دولار - 872.0 دولارًا للبحث والتطوير ، ومشتريات 590.0 دولارًا
معلومات