导航战中的PNT韧性与可信数据

JED 2025年8月 · Andrew White导航战专题与J. Knowles仿真侧栏深读

导航设备还在输出坐标，数据就一定可以继续使用吗？这正是定位、导航与授时（PNT）讨论里容易被忽略的问题。屏幕上有位置、系统时钟还在走，只能说明输出没有消失；它们是否来自可信输入、还能保持怎样的准确程度，需要另外的证据。

Andrew White在2025年8月JED的导航战专题中，采访了Advanced Navigation、Northrop Grumman、Thales和Elbit Systems。报道呈现的共同方向是分层与多来源，但受访者对技术进展、市场机会和未来时间表的判断各有归属。[1] 本文从这些差别出发，结合J. Knowles的仿真侧栏，讨论如何理解PNT韧性的含义与边界。

01 从一台接收机到许多系统的共同依赖

图1 原刊第22页所载1978年背负式GPS接收机原型照片。原图署名US AIR FORCE。它说明卫星导航早期用户设备的形态，不代表今天的设备能力。

原刊选择了一张体积颇大的早期GPS接收机照片开篇。当时需要证明卫星导航概念能够工作；今天，导航信息已经进入大量设备和业务过程。Chris Shaw强调的变化，是PNT从一项独立能力变成了通信、物流、系统同步等活动的共同依赖。

PNT中的三个字母分别指定位、导航和授时。卫星导航是获取这些信息的重要方式，全球导航卫星系统（GNSS）则是这一类系统的统称，GPS只是其中之一。把PNT直接等同于GPS接收机，会遗漏设备内部对时间、运动状态及其他来源的使用。

从编辑角度看，依赖越广，问题就越难以用“换一台接收机”概括。某个设备采用了新的输入，并不自动说明所有使用它的数据处理环节已经同步改变。报道中的系统之系统思路，值得读的正是这一层关系：最终被依赖的是信息服务，而不只是某件硬件。

02 信号中断与信息错误是两类问题

White的受访者反复提及干扰与欺骗。前者可能使正常信号难以使用，后者关注的是让设备接受错误的信号或数据。两者都能损害PNT，却不能仅用“有没有定位”这一个问题判断。数据消失会暴露故障；持续输出错误信息，则可能让其他系统继续沿用失真的参考。

因此，阅读“连续”“可靠”“准确”这些词时，应把它们分开。连续描述输出能否维持，准确描述结果与真实值的接近程度；可靠或可信则需要说明具体含义。一次演示中没有中断，不能同时证明任何时刻都足够准确，也不能替代对错误信息的识别能力。

NIST在2023年发布的PNT基础框架修订版，把风险放在使用PNT服务的系统、网络和资产层面，并区分自然或人为、有意或无意的中断和操纵。[3] 这为阅读原刊提供了一个补充视角：韧性不只取决于某种攻击是否出现，也涉及组织是否理解自身正在依赖哪些数据。

这不是把所有PNT问题都归为敌对行为。遮挡、传播环境、设备状态与人为干扰的来源可以不同。原刊仿真侧栏特别提到城市多径，提醒读者真实使用条件里存在多种影响因素。把所有偏差都叫作“被干扰”，反而会掩盖原因与证据之间的距离。

03 多来源的价值取决于差异在哪里

图2 编辑根据原刊报道整理的阅读关系图。来源、输出与验证对象分别讨论；图中没有给出具体导航系统的融合算法或性能结论。

Elbit受访者谈到GPS与惯性导航并用，Thales的Mikael Brouillet强调没有完美技术，Advanced Navigation则介绍了惯性导航与激光测速相结合的演示。这些例子共有的思路，是让不同观测方式承担不同作用；它们的适用条件仍需分别理解。

“多”本身不能说明差异有多大。增加另一套卫星来源，可能增加可用信号的选择，但只要依然依赖外部无线电接收，就仍存在这一类共同依赖。原文谈到低轨与中轨星座时，Brouillet专门保留了这个限制，没有把改变轨道高度写成天然免疫干扰。

惯性测量、视觉和外部无线电的观测依据不同，也各自有条件。报道指出，视觉导航会受到遮蔽物影响；机会信号在冲突环境中的可用性同样需要考虑。不能因为一种来源可以补充另一种，就把它描述成在任何环境下都存在、都可信的备用答案。

这里的编辑判断是，多来源首先是一个信息关系问题。两项结果相近，可能来自独立观测，也可能因为共享了同一参考。报道没有给出各产品内部如何处理这些依赖的完整细节，因此“采用多传感器”只能作为架构方向，不能单独充当端到端性能证明。

04 惯性测量不依赖卫星信号也有误差边界

原刊将惯性导航描述为不依赖外部信号的重要来源，但有一句把它概括成“测量位移”，随后又说不能被干扰或攻击。这样的采访表达需要读得更精确：惯性测量单元（IMU）通常由陀螺仪和加速度计等构成，测量运动相关的物理量；它不等于直接读出绝对位置的仪表。

VectorNav的基础资料明确区分了IMU与惯性导航系统（INS）：前者提供传感器测量，后者形成位置、速度和姿态等导航输出。[4] 这一术语差别很重要，因为一枚小型IMU的尺寸、重量与功耗，描述的是元件或组件属性，不能被直接当作整套系统的位置误差。

传感器噪声和偏置也不会因为不接收卫星信号而消失。对测量进行积分时，误差会随时间表现为漂移，这是理解惯性技术限制的基础。[4] 原刊受访者同时强调可用性、成本和精度之间的取舍；完整阅读时，应把这些限制与“不依赖外部信号”的优点放在一起。

同样，“不依赖外部射频信号”限定的是一种观测依赖，并不等于整台电子系统不受任何失效、环境或安全问题影响。原刊的绝对化说法不能扩展到供电、计算、软件及外部接口。惯性输出中的位置或运动信息，也不自动证明它已经提供了独立、准确的绝对时间基准。

Northrop Grumman在采访中把其惯性技术描述为GPS的独立校验来源，并以LR-500为小型化例子。这里可以保留的报道结论，是厂商在扩大惯性测量的应用范围；具体产品可以在何种条件下维持多久、达到什么精度，不能从小型化参数自行补出来。

05 抗干扰宣传中的比例与距离需要分开

第24页介绍受控接收方向图天线，简称CRP，相关天线常写作CRPA。受访者用它解释改善GPS接收条件的途径，同时承认在一些情况下仍需要其他导航来源。概念层面的含义是有条件地改善接收，不是创造一套完全脱离无线电信号的定位方式。

同一段采访出现了“1:100”与“100 km”的对应说法，但没有给出比例两端是什么、起始距离是什么，也没有说明传播和测试条件。比例本身没有长度单位，无法直接推出一个固定的公里数。我们不能把这句话整理成“某种天线普遍增加100公里”的产品指标。

这也说明为什么需要回看原文。若把采访压缩为一句“抑制收益达到1:100”，看起来更像规格表，却保留了一个没有明确参考量的数值。本文将它作为证据不充分的例子，而不猜测作者实际想表达哪一种性能指标。

类似的核对也发生在图注中。第24页把GPS III写成进入地球同步轨道；GPS官方资料说明，GPS卫星运行于约20,200公里高度的中地球轨道，每天绕地两圈。[2] 第26页侧栏也写MEO，因而原刊自身已有不一致。这里应修正轨道类型，而不能用配图的直观印象替代核实。

表1 阅读这篇报道时需要保留的口径

06 仿真设备的能力不等于被测系统的成绩

J. Knowles撰写的侧栏《Simulating PNT is Becoming More Complex》把问题从导航产品转向测试产品。它介绍Safran的BroadSim系列与Spirent的PNT-X，重点在于模拟环境越来越复杂。[1] 这部分内容有单独署名，不能将全部论述都归给主文作者White。

侧栏在2025年的口径下，分别描述单输出、双频、多单元天线以及整套系统的测试产品。这样的分类提醒我们，测试对象所在的层次不同：元件、接收机和带天线的完整系统，不会因为共用“GNSS测试”这个名称，就拥有完全相同的试验边界。

文中提到BroadSim Anechoic最多32个射频输出，BroadSim Genesis最多仿真2,000个信号，以及Skydel软件1,000 Hz的仿真迭代率。这三项分别涉及输出接口、模拟信号数量和更新节奏。2,000个信号不能改写成2,000个物理输出端口，1,000 Hz也不是无线电载波频率。

PNT-X的介绍则强调相对运动对信号表现的影响。按原刊引述，SimIQ将相关传播效应叠加到同相／正交（I/Q）数据上。由此可以理解，保存一份信号数据与完整复现接收环境不是同一件事；这仍是厂商说明的能力，不能把“高保真”或“无限扩展”当作已经独立验证的无条件事实。

从编辑角度看，测试工具让某些条件可控、可重复，这是它的价值。它能够生成哪些信号，和某个导航产品实际通过了哪些测试，是两类证据。侧栏没有公布完整的产品比较试验，也没有统一的通过门槛，因此不能依据功能清单给各家导航方案排出优劣。

07 软件更新速度需要与验证范围一起理解

Shaw在报道中回忆参加2025年2月乌克兰BRAVE1论坛的见闻，提到用户要求约每三个月进行软件更新。这是受访者对当地快速反馈的观察，不能扩大成所有导航系统的统一更新周期，也不是一条只要照做就能获得韧性的规律。

软件定义和模块化是原刊反复出现的词。它们使一部分能力可以通过软件或模块变化演进，但“无需硬件重设计”并不表示没有任何硬件约束，也不表示旧版本的验证结果自然覆盖新版本。报道支持的是提高适应速度的方向，实际变化仍有各自边界。

Northrop Grumman谈到LN-351 EGI-M正在进行飞行测试，并表示计划引入可快速更新的软件定义M-code接收机。Advanced Navigation介绍了混合导航演示。飞行测试、技术演示与计划中的产品，在原文里处于不同阶段，应保留这些动词，避免统一改写成“已经形成全面能力”。

这一点也适用于多国供应与互换性的讨论。Shaw把合同、出口限制、集成和对旧系统的依赖列为现实障碍。把组件做成模块，只改变了问题的一部分；不同组织能否长期维护、更新并承担接口责任，仍是报道所说生态建设的一部分。

08 量子导航的前景要保留说话人的时间表

报道结尾谈及量子导航。Northrop Grumman的受访者把量子传感列为正在推进的方向，Brouillet则判断相关突破至少还需十年或二十年。前者是研发方向说明，后者是2025年采访中的预测；二者都不应写成行业已经共同确认的交付年份。

同一篇文章中还提到Northrop Grumman宣布完成两次先进惯性测量单元飞行测试。厂商对特定试验的成功表述，可以作为当时研发进展的报道，但不能用来证明另一项量子技术已经成熟，更不能把不同项目的进展拼接成一条没有证据的能力跃迁。

把未来技术与现有方案放在一起讨论时，真正有用的是保留各自正在回答的问题：新观测原理是否可行，组件能否工作，系统能否在规定条件下提供所需信息。这些阶段可能互相推动，却没有一项口号能够替代全部证据。

把可信数据与技术承诺分开阅读

这篇导航战专题的价值，在于把天线、卫星、惯性、其他观测来源、软件和测试放到同一张讨论桌上。读完以后，更值得保留的问题是：某项结论究竟由哪一种观测、哪一个版本和哪一次验证支持？当这些关系清楚时，“PNT韧性”才从宽泛承诺变成可以理解其条件的信息能力。

资料来源与说明

[1] Andrew White. Navigation Warfare – Maintaining PNT in a Contested EM Environment. JED，2025年8月，第22—26页。随文侧栏J. Knowles，Simulating PNT is Becoming More Complex，第26—27页。第27页下半部及第28页广告排除。

[2] GPS.gov. Space Segment，Constellation Arrangement段。用于核对MEO、约20,200公里及每天两圈；不引用页面旧有卫星在轨数量作为2025年统计。

[3] James McCarthy等. NIST IR 8323 Revision 1，Foundational PNT Profile，2023年1月31日。核读官方书目页摘要中的适用对象与中断、操纵风险表述。

[4] VectorNav. Inertial Navigation Primer，第1.1节Inertial Sensors的术语表与第3.1节IMU Specifications的Random Walk、Bias说明。仅用于基础定义及误差解释。