劉春保 武珺 賈世宇（北京空間科技信息研究所 航天恒星科技有限公司）

2021年1月15日，在卸任前5天，美國總統(tǒng)羅納德·特朗普發(fā)布了《航天政策7號令》（SPD－7），即2021版《美國天基定位、導航與授時政策》（簡稱2021版《政策》）。該政策取代了2004版《美國天基定位、導航與授時政策》（簡稱2004版《政策》），將對美國天基定位、導航與授時（PNT）系統(tǒng)，國家PNT體系，以及PNT關鍵技術(shù)、能力等的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

1 發(fā)布背景

近年來，美國太空領域的變革加速，組織機構(gòu)、管理機制、能力布局、國際合作等層面均有大動作和大調(diào)整。在全球衛(wèi)星導航領域，多系統(tǒng)并存的格局全面形成，應用環(huán)境日漸復雜，市場競爭日趨激烈?？傮w上看：

（1）GPS現(xiàn)代化計劃漸入佳境

近年來，“全球定位系統(tǒng)”（GPS）現(xiàn)代化計劃逐漸擺脫了持續(xù)拖延的狀態(tài)。2018年9月，美軍將價值72億美元、包含22顆GPS－3F衛(wèi)星的研發(fā)合同授予了洛馬公司（LM）；同年12月，首顆GPS－3衛(wèi)星成功發(fā)射。截至2020年底，美國已經(jīng)完成了4顆GPS－3衛(wèi)星的發(fā)射，并全部投入運行與服務。GPS－3應急操作系統(tǒng)、M碼早期使用能力均已投入使用。

（2）持續(xù)推進政策法規(guī)建設，構(gòu)建PNT領域軟環(huán)境

對天基高精度PNT服務依賴的持續(xù)增長，干擾技術(shù)與能力的擴散日趨嚴重，負責任地使用PNT服務的重要性不斷增長，軟環(huán)境建設勢在必行。為此，美國持續(xù)推進政策法規(guī)建設。2018年12月，美國發(fā)布了《國家授時安全與抗毀性法案》；2020年2月，美國發(fā)布了《負責任地使用PNT服務增強國家彈性》行政令。

（3）多系統(tǒng)并存格局形成，天基PNT領域的獨占優(yōu)勢被削弱

多系統(tǒng)共存格局的形成，打破了美國在天基PNT領域獨占性優(yōu)勢。與2004版《政策》發(fā)布時相比，俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）系統(tǒng)的全面恢復，中國“北斗”系統(tǒng)、歐洲“伽利略”（Galileo）系統(tǒng)、印度和日本區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)的投入運行，使美國在天基PNT領域的獨占性優(yōu)勢已經(jīng)不復存在。

（4）美國太空領域變革加速，組織/管理機制、能力布局、國際合作等層面均有大動作和大調(diào)整

在軍事PNT領域，2019年美國國防部發(fā)布《國防部PNT戰(zhàn)略》；“國防空間體系”（NDSA）七層架構(gòu)提出了新的導航架構(gòu)，以構(gòu)建備份GPS系統(tǒng)能力，發(fā)展具有“顛覆性”與“可持續(xù)性”的能力。

（5）多系統(tǒng)并存格局下，國際合作需求變化

在多系統(tǒng)并存的格局下，衛(wèi)星導航領域的國際合作不再限于外國使用GPS系統(tǒng)，而是增加了美國使用其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)，更重要的是其他國家天基PNT國際合作擁有了更大的選擇范圍。因而，如何更好地發(fā)揮美國天基PNT系統(tǒng)與服務、GPS系統(tǒng)與服務的作用，增強美國在國際政治、經(jīng)濟、軍事與外交領域的地位，也成為美國政府面臨的新課題。

為保持天基PNT領域的領導地位，包括技術(shù)上的領先地位，系統(tǒng)發(fā)展與應用的主導地位，美國需要發(fā)布新的天基PNT領域的政策，以指導美國天基PNT領域的發(fā)展。

Galileo系統(tǒng)示意圖

2 主要內(nèi)容

2021版《政策》分為9個章節(jié)，分別為：范圍、定義、背景、政策目標與指導、天基PNT服務與管理、外國獲得美國天基PNT服務、政府各機構(gòu)的角色和職責、有害干擾或被操縱通告和一般規(guī)定。

范圍、定義

與2004版《政策》相比，2021版《政策》“范圍”一章沒有變化，仍是給出了其適用范圍。

“定義”一章則出現(xiàn)了明顯變化，增加了4條術(shù)語，分別為PNT服務、主要PNT服務、備份PNT服務和導航戰(zhàn)等，主要是受提供天基PNT服務的信息源增加和增強PNT服務的彈性需求的影響，如,可用性、可靠性、安全性等；增加導航戰(zhàn)則表現(xiàn)出美國政府與軍方對導航戰(zhàn)技術(shù)、能力發(fā)展的高度重視。

范圍和定義兩節(jié)給出了2021版《政策》的適用范圍與相關概念的定義，以更好地認知、理解本版《政策》，更好地實施與執(zhí)行。

背景

本章主要闡述了2021版《政策》背景，也可看作是闡述需求的變化，包括：負責任地使用天基PNT、空間應用、外國天基PNT，以及美國天基PNT政策與管理框架等4個方面。

1）負責任地使用天基PNT。其一，GPS系統(tǒng)是美國關鍵基礎設施的重要組成部分，一旦出現(xiàn)長時間的中斷或被操縱，將導致嚴重的經(jīng)濟損失，甚至危及生命安全；其二，軍事上，美國依然嚴重地依賴GPS系統(tǒng)及其提供的高精度PNT服務。

2）空間應用。GPS系統(tǒng)的空間應用將對《重振美國載人航天探索計劃》和《國家空間交通管理政策》提供有效的支持，發(fā)揮重要的作用。因而要求將GPS系統(tǒng)的服務范圍擴展到地球同步軌道以遠，甚至包括月球軌道。

3）外國天基PNT。美國認為外國天基PNT系統(tǒng)與服務（如GLONASS、“北斗”“伽利略”等）的發(fā)展既可能增強、也可能削弱GPS系統(tǒng)的效能，應避免因引入外國天基PNT服務引發(fā)基本用戶能力的退化，并促進和支持負責任地使用GPS系統(tǒng)。

4）美國天基PNT政策與管理框架。要求繼續(xù)維持與改進GPS及其增強系統(tǒng)，增強阻止敵方獲得、使用天基PNT威脅美國安全的能力；鼓勵開發(fā)PNT服務和安全備份的方法，這些方法可以集成正在開發(fā)的新技術(shù)和服務，如，量子傳感、相對導航，以及私人或公眾擁有和運營的備份PNT服務。

主要從負責任地使用天基PNT、空間應用、外國天基PNT、美國天基PNT政策與管理框架等4個方面闡述了2021版《政策》的背景，更重要的是充分體現(xiàn)了天基PNT領域“美國優(yōu)先”的原則。

GPS－3衛(wèi)星飛行示意圖（來源：Lockheed Martin）

政策目標與指導

本章首先明確了美國天基PNT的目標：保持美國在提供服務和負責任地使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（包括GPS系統(tǒng)和外國系統(tǒng)）方面的領導地位。

為實現(xiàn)該目標，2021版《政策》提出了11條要求，總體上可以歸納為以下6個方面。

（1）服務承諾

1）在全球范圍內(nèi)，提供連續(xù)天基PNT服務，對直接用戶免費，為研發(fā)、生產(chǎn)應用裝備提供公開、免費的必要信息。

2）滿足性能標準與接口規(guī)范的要求；維持GPS系統(tǒng)及其增強系統(tǒng)，保證美國關鍵基礎設施的使用，增強生命安全服務能力和運行效率。

（2）負責任地使用PNT

1）促進負責任地使用天基PNT，阻止敵方惡意使用美國天基PNT服務，并在軍事作戰(zhàn)或國土安全行動區(qū)域外不過度地影響商業(yè)與民用PNT服務。

2）發(fā)展更強大的信號和更強的抗干擾及抗被操縱能力，保證美國、盟國的國家安全、國土安全和民用目標的實現(xiàn)。

3）提高天基PNT及其增強系統(tǒng)、應用裝備的網(wǎng)絡安全能力。

4）促進聯(lián)邦、州和地方各級政府負責任地使用美國天基PNT服務和能力。

（3）頻譜保護

強調(diào)保護GPS及其增強系統(tǒng)當前使用的頻譜環(huán)境，并與美國業(yè)界合作，探索、研究增加GPS系統(tǒng)和PNT服務彈性的其他無線電頻譜領域。

（4）國際合作

1）與“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（GNSS）提供商合作，確保兼容性，增強互操作性與民用服務的透明度，為美國業(yè)界提供外國的市場準入。

2）鼓勵外國發(fā)展基于GPS系統(tǒng)的PNT系統(tǒng)和服務，確保全部外國系統(tǒng)與GPS及其增強系統(tǒng)的兼容性，不干擾GPS系統(tǒng)軍用和民用信號，確保解決相互之間的安全問題。

3）阻止敵方使用美國的天基PNT服務。

（5）干擾探測與備份

投資、發(fā)展美國國內(nèi)的干擾探測、減輕（緩解）的技術(shù)與能力，增強應對干擾和被操縱的能力，酌情建立用于保證關鍵基礎設施、資源的PNT備份源。

（6）美國天基PNT服務全球地位

增強美國在天基PNT服務領域的技術(shù)引領者地位，包括用戶裝備、安全與彈性發(fā)展領域。

本章中，除服務承諾、頻譜保護等方面外，充分體現(xiàn)了特朗普政府“美國優(yōu)先”的觀點，在強調(diào)“保證美國利益”“以美國為核心”“阻止敵方使用”等方面的同時，提出通過增強美國在天基PNT系統(tǒng)、用戶裝備安全和彈性發(fā)展等領域技術(shù)引領者的地位，實現(xiàn)美國在天基PNT領域的領導地位。

天基PNT服務管理

2021版《政策》繼承了美國原有的天基PNT管理架構(gòu)，進一步豐富了美國天基PNT最高管理機構(gòu)—天基PNT執(zhí)行委員會的組成機構(gòu)；總統(tǒng)執(zhí)行辦公室為天基PNT執(zhí)行委員會的觀察員；執(zhí)行指導小組和天基PNT協(xié)調(diào)辦公室為其下設機構(gòu)，其中報告指導小組代表天基PNT執(zhí)行委員會行使日常管理職責；天基PNT協(xié)調(diào)辦公室為日常辦事機構(gòu)，即行使秘書處的職責。2021版《政策》進一步明確與細化了美國天基PNT執(zhí)行委員會及其相關機構(gòu)的職責，以及為美國政府相關部門提供天基PNT領域咨詢、建議、評估支持的責任。

2021版《政策》明確指導小組代表執(zhí)行委員會行使日常管理職責，有利于提升天基PNT執(zhí)行委員會的工作效率。

外國獲得美國天基PNT服務

本章做出了兩方面的規(guī)定，其一是維持任何美國PNT能力的出口須根據(jù)《國際武器貿(mào)易條例》或《出口管理條例》進行，并遵循全部現(xiàn)有法律法規(guī)，采取出口許可制度；其二是在多系統(tǒng)并存的格局下，對在全球市場可獲得或計劃可獲得的大多數(shù)民用、大眾消費市場天基PNT能力的出口給予有利的考慮。但敏感的兩用或先進PNT信息、系統(tǒng)、技術(shù)和組件的出口應根據(jù)現(xiàn)有法律法規(guī)，以及有關國家安全和外交政策目標與考慮因素，一案一議。

本章重申了美國對PNT能力出口的嚴格管理政策，表現(xiàn)出增強美國業(yè)界在全球GNSS市場競爭能力的愿望。

政府機構(gòu)的角色與職責

2021版《政策》再次定義、明確了政府相關部門在美國天基PNT管理中的角色與職責，各相關部門應為其負責的目標提供資源與資金。其中，國防部、運輸部為最重要的責任部門。

1）國防部主要負責：GPS建設與發(fā)展、導航戰(zhàn)技術(shù)與能力建設、GPS軍事應用合作、在國土安全和應急響應等領域國家安全服務與裝備的使用、搭載載荷與頻譜保護及其其他無線電導航系統(tǒng)的兼容性。

2）運輸部主要負責：滿足美國政府的民用PNT需求、促進GPS及其增強系統(tǒng)現(xiàn)代化民用信號與服務的使用、天基PNT服務監(jiān)測標準的國際協(xié)調(diào)、使用外國天基PNT服務風險和利益研判、國際合作與避免利用GPS民用服務威脅美國安全、推動天基PNT服務干擾的監(jiān)測與評估等。

3）國務卿主要負責：天基PNT領域的國際合作，包括服務標準、雙邊與多邊談判、參與軍事領域的國際合作談判等。

4）國土安全部主要負責：國土安全領域的天基PNT需求，協(xié)調(diào)開展天基PNT服務重大干擾或操縱事件調(diào)查與采取強制措施，建立監(jiān)視、識別、定位美國境內(nèi)天基PNT干擾和操縱的機制，提供基于運輸部戰(zhàn)略和未來需求的資源配置建議等。

5）商務部主要負責：鼓勵美國天基PNT產(chǎn)品與服務的出口、參與頻譜保護、在各類活動中代表美國的商業(yè)利益、保護天基PNT服務、應用；支持民用航天應用，改善網(wǎng)絡安全等。

6）國家情報局主要負責：識別、監(jiān)視和評估外國GPS PNT體系和相關服務威脅的發(fā)展，并提供信息以協(xié)助國防部長制定對策。

7）國家航空航天局（NASA）主要負責：擴展GPS系統(tǒng)服務范圍，空間領域的天基PNT應用，合作開展搜索救援、遇險警報，提供定位能力，以及二級有效載荷的相關程序與活動。

本章規(guī)定與明確了國防部、運輸部在美國天基PNT系統(tǒng)管理、建設、運行與應用中負主要責任，特別是在滿足軍用、民用、商業(yè)與科學需求方面。

有害干擾或被操縱通告

本章規(guī)定與明確了美國政府應對有害干擾或被操縱的程序，可分為3個方面：

1）偵測或接收到有害干擾或被操縱報告時，及時報告國土安全部部長、國防部部長、運輸部部長和國家情報局局長。

2）收到通知后，由商務部和聯(lián)邦通信委員會（FCC）牽頭，采取適當與法律允許的行動，以減輕美國境內(nèi)天基PNT服務的有害干擾或被操縱的影響；國務卿負責涉及外國政府或商業(yè)活動的有害干擾或被操縱的通告與協(xié)調(diào)通告。

3）國土安全部負責干擾情況通報。

3 2021版《政策》的變化與調(diào)整

與2004版《政策》相比，2021版《政策》在整體架構(gòu)方面存在較大變化。2004版《政策》由范圍與定義、背景、目的與目標、天基PNT服務管理、外國接入美國天基PNT能力、政府機構(gòu)的角色與職責等六部分組成；2021版《政策》除將范圍與定義拆為2章外，還增加了有害中斷或被操縱通告和一般規(guī)定等2章。除“一般規(guī)定”一章為當前美國總統(tǒng)政策指令的通用章節(jié)外，“有害中斷或被操縱通告”為實際增加的章節(jié)，主要為應對衛(wèi)星導航應用環(huán)境的變化和干擾技術(shù)與能力的擴散。2021版《政策》的主要變化與調(diào)整情況如下。

術(shù)語“定義”內(nèi)容大幅增加，展現(xiàn)天基PNT服務與應用領域的變化

與2004版《政策》相比，2021版《政策》增加了“PNT服務”“主要PNT服務”“備份PNT服務”和“導航戰(zhàn)”等4條術(shù)語；而2004版《政策》只有“互操作”“兼容”和“增強”等3條術(shù)語。

“PNT服務”“主要PNT服務”和“備份PNT服務”3條術(shù)語的增加，體現(xiàn)了當前全球PNT領域格局的變化與對PNT服務可用性、可靠性與穩(wěn)健性要求的提高。2004版《政策》發(fā)布時，一方面，天基PNT領域僅有GPS系統(tǒng)提供服務，美國一家獨大，沒有競爭對手。目前，全球衛(wèi)星導航領域多系統(tǒng)并存的格局已經(jīng)形成，四大系統(tǒng)均已投入運行、服務，競爭的局面已經(jīng)形成。另一方面，干擾技術(shù)的發(fā)展與擴散，對高精度衛(wèi)星導航服務可用性、可靠性、穩(wěn)健性的不斷增加，以及對高精度衛(wèi)星導航服務依賴的持續(xù)增長，對衛(wèi)星導航備份系統(tǒng)或備份服務的需求日益迫切。

導航對抗已經(jīng)成為未來軍事對抗的重要內(nèi)容，甚至影響到軍事行動的成敗。因此，“導航戰(zhàn)”能力已經(jīng)成為戰(zhàn)爭能力的重要方面之一，增強“導航戰(zhàn)”能力也是美國GPS現(xiàn)代化計劃的主要內(nèi)容。2021版《政策》明確了“導航戰(zhàn)”的定義，進一步體現(xiàn)了美國對“導航戰(zhàn)”能力的高度重視。

首次將“領導地位”作為美國天基PNT領域的發(fā)展目標

美國一直高度重視天基PNT領域的發(fā)展，是其需要占據(jù)“領先、主導”地位的重要領域。2004版《政策》將目標設定為“引領與主導”地位；2021版《政策》直接將目標定義為“領導地位”，既體現(xiàn)了“美國優(yōu)先”的原則，更表明了對天基PNT領域的高度重視。

從2021版《政策》來看，美國既高度重視美國天基PNT系統(tǒng)與能力的發(fā)展，也高度重視其他國家建設、部署基于美國GPS系統(tǒng)的PNT能力，將其視為增強美國影響力、促進美國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展、展示美國領導力的重要方面。2021版《政策》將“領導地位”確定為美國天基PNT領域的發(fā)展目標，既表明了美國對天基PNT領域的高度重視，更表明了美國希望利用其在天基PNT領域的技術(shù)、能力優(yōu)勢擴展其影響力，推行“美國優(yōu)先”原則的意愿。

強調(diào)負責任地使用PNT，構(gòu)建PNT彈性保障關鍵基礎設施運行安全

與2004版《政策》相比，2021版《政策》提出了“負責任地使用PNT”的全新內(nèi)容，以補充《關鍵基礎設施安全性和彈性》總統(tǒng)政策指令和《通過負責任地使用PNT服務增強國家彈性》總統(tǒng)行政命令的相關內(nèi)容。2021版《政策》指出：GPS系統(tǒng)是美國關鍵基礎設施的重要組成部分，GPS導航信號的長時間中斷、被欺騙或被操縱，可能導致嚴重的經(jīng)濟損失，并置生命安全于危險之中。GPS系統(tǒng)對美國國家安全仍然至關重要，其應用幾乎已經(jīng)融入到美國軍事行動的各個方面。

同時，天基PNT服務面臨的干擾、被操縱等風險正在持續(xù)增長。這種風險主要包含兩個方面，其一是主動的干擾、甚至攻擊行為，一般只在特定的情況下發(fā)生；其二是不規(guī)范地使用產(chǎn)生的風險，既包含有意干擾，也包含無意干擾。“負責任地使用PNT”的目標是降低非規(guī)范使用引發(fā)的PNT服務風險。

當前，非規(guī)范使用PNT主要包括如下情況：①執(zhí)法部門會依據(jù)對犯罪分子的跟蹤、追蹤要求，有意實施對GPS信號的干擾；②犯罪分子主動實施GPS干擾，以躲避執(zhí)法部門的跟蹤；③為逃避監(jiān)管等實施的有意干擾；④因產(chǎn)品設計、質(zhì)量、應用等方面的問題產(chǎn)生的無意干擾。上述行為都將對安全使用PNT服務的環(huán)境產(chǎn)生嚴重威脅，進而影響、威脅美國國家關鍵基礎設施的安全、可靠與高效運行。因此，通過規(guī)范PNT服務的使用行為，有利于美國PNT服務的安全應用環(huán)境建設，進而保證美國關鍵基礎設施安全、高效、穩(wěn)定地運行。

首次提出擴展服務范圍，滿足美國空間交通管理與應用的需求

擴展服務范圍、支持美國空間應用需求是2021版《政策》首次對美國天基PNT系統(tǒng)提出的新要求，并將相關職責賦予了NASA。美國政府認為，GPS系統(tǒng)服務已經(jīng)成為空間發(fā)射服務不可或缺的組成部分，且其服務范圍已經(jīng)從GPS系統(tǒng)服務標準規(guī)定的距地面3000km，擴展至地球同步軌道以遠、甚至月球軌道，以支持《重振美國載人航天探索計劃》《國家空間交通管理政策》，以及衛(wèi)星的導航、姿態(tài)控制、空間態(tài)勢感知等任務。

但從實際情況看，2021版《政策》中所指的將服務范圍擴展至地球同步軌道以遠、甚至月球軌道，并非是將GPS系統(tǒng)服務性能標準中定義的服務范圍（從地球表面至3000km高空）擴展至地球同步軌道以遠、甚至月球軌道，而是指利用所謂“漏波束”。其重點是研發(fā)能夠使用更加微弱的GPS信號接收設備，從而可以在更遠的距離上使用GPS服務。美國政府將擴展服務范圍的責任交給NASA，而不是負責GPS系統(tǒng)研發(fā)、部署與運行管理的美國國防部，也從側(cè)面驗證了這一點。

首次將網(wǎng)絡安全問題寫入2021版《政策》，保證衛(wèi)星導航系統(tǒng)運行、管理與應用安全

與2004版《政策》相比，網(wǎng)絡安全（賽博安全）是2021版《政策》提出的全新領域。2021版《政策》提出：提高GPS系統(tǒng)及其增強系統(tǒng)和美國政府擁有的GPS使能裝備的網(wǎng)絡安全，并通過系統(tǒng)升級、引入空間系統(tǒng)網(wǎng)絡安全原則、接口規(guī)范和規(guī)定用戶設備網(wǎng)絡安全的其他指南，促進私營部門采用網(wǎng)絡安全GPS系統(tǒng)使能裝備；并要求商務部負責、協(xié)調(diào)“制定改善PNT裝備網(wǎng)絡安全的準則”。

美國軍方高度重視網(wǎng)絡安全，2010年、2013年美國空軍和美國參謀長聯(lián)席會議（JCS）分別發(fā)布了《賽博空間作戰(zhàn)條令》（AFDD3－12）和《賽博空間作戰(zhàn)條令》（JP3－12）。將賽博安全能力作為GPS新一代運行控制系統(tǒng)（OCX）的最重要的能力增量，并于2018年完成了兩次OCX系統(tǒng)的賽博安全測試。2021版《政策》將網(wǎng)絡安全的要求擴展至GPS增強系統(tǒng)和美國政府擁有的GPS使能裝備，表現(xiàn)出美國政府對GPS及其增強系統(tǒng)和美國政府擁有的GPS使能裝備網(wǎng)絡安全的高度重視，同時也表明美國政府對天基PNT及其應用領域網(wǎng)絡安全的擔憂。

首次將“彈性”概念寫入2021版《政策》，并成為其關鍵詞之一

自美國空軍航天司令部于2013年8月發(fā)布《彈性和分離空間體系》白皮書以來，“彈性”已經(jīng)成為美國空間系統(tǒng)發(fā)展的重要指導與原則。2021版《政策》首次引入“彈性”概念，旨在推動、促進美國天基PNT領域的彈性發(fā)展，以更好地滿足美國軍民各領域PNT系統(tǒng)與應用的發(fā)展需求。

美國政府分別于2018年12月、2020年2月發(fā)布了《國家授時安全與抗毀性法案》《通過負責任地使用PNT服務增強國家彈性》行政命令，2019年版《聯(lián)邦無線電導航計劃》和美國國防部2019年8月發(fā)布了《國防部PNT戰(zhàn)略》，均提出了PNT體系、系統(tǒng)與應用彈性發(fā)展的要求。

4 結(jié)束語

從整體上看，未來美國天基PNT系統(tǒng)將以“美國優(yōu)先”為原則，以PNT領域的“領導地位”為目標，追求技術(shù)、能力的引領地位，構(gòu)建美國在全球PNT領域的優(yōu)勢，以支撐美國經(jīng)濟的發(fā)展和軍事作戰(zhàn)能力的增強。