美国GPS系统的管理及运行

葛榜军

　　一、GPS管理体系及职责
　　1. GPS管理现行体系
　　2004年美国国家天基导航、定位、授时（PNT）政策中要求成立国家天基PNT执行委员会，以代替已有的部际GPS联席执行委员会，并对参与GPS管理的各个部委的职责进一步明确。在新政策的指导下，建立起了一个级别更高更加权威的管理机构（图1）。
　　2. 主要机构的职责
　　（1）国家天基定位、导航和授时执行委员会
　　该委员会依据2004年12月8日颁布的天基定位导航授时政策成立。由国防部和运输部部长或由他们指定的代表担任联合主席。执委会的成员及其代表，拥有与联合主席同等的地位。成员来自国务院、商务部、国土安全部、参谋长联席会议、国家宇航局和其它相关部、局相同级别的代表。总统行政办公室的成员，包括管理与预算办公室、国家安全委员会、国土安全委员会、科学技术政策办公室和国家经济委员会，作为执行委员会的观察员。联邦通信委员会主席将被邀请作为执行委员会的联络员。
　　该执委会是GPS最高级别的联邦政府管理机构，对维持和促进PNT结构的政策、机构、需求和资源分配负有战略决策责任，并对各个部局提出的建议进行协调。
　　执委会的职责不会削弱和影响各部局依据适用的法律所拥有的权威。
　　执委会将对其成员提出建议，确保由包括GPS和GPS增强系统的天基PNT结构提供服务，并且与美国天基PNT结构相一致，以维持美国国家安全、国土安全、外交政策、经济、公共安全和科学利益。
　　执行委员会每年至少召开两次会议，临时会议由联合主席议定召开。
　　执委会应：
　　对其部局成员有关天基PNT政策有关的重大问题提出建议和进行协调，解决各部局间关于天基PNT系统和服务存在的问题。在所有问题上，执委会应努力维护多数者的利益。在不能达成一致意见时，联合主席或推选出其中之一行使最终决定权。
　　确定解决危急时刻部局间关于天基PNT系统和服务（例如导航战试验和训练问题）的方式。
　　确定执委会运行所需的经费、设备、职员和服务及在各成员部局间的分配。
　　根据有关条款监督国家天基PNT协调办公室的工作。
　　建立和监督研究评估单一部局之外的与天基PNT相关的国家利益方法。
　　建立和实施部际协调程序，统筹考虑国家安全、国土安全和民用需求，包括化解矛盾，保证保持美国在军事天基PNT服务上的绝对优势，并保持美国民用天基PNT服务必须超过至少或等同于国际天基PNT服务。
　　建立、投资，以及由国家天基PNT顾问委员会提出的建议应与各主要部局相一致。
　　为完成美国天基PNT政策的特殊的要求，执委会应发展：
　　国家天基PNT策略，将各个部局各自提出的天基PNT目标集成为综合的策略，贯彻国家天基PNT政策的愿景，并且保持其在各部局间的连续性、内聚性、公开性和一致性。
　　国家天基PNT 5年规划，制定国家天基PNT 5年规划并且每年进行修正，规划包括贯穿各部局成员的政策、结构、项目计划、需求、投资、进度、国际伙伴和科技投资策略，以对美国天基作出贡献。该规划应该建立在并且同国家天基PNT政策相一致的基础之上。
　　项目评估：对各部局的预算和进度进行年度评估，使天基PNT性能和服务及时纳入5年国家天基PNT规划之内，对执委会各部局成员提出建议并通过管理和预算办公室提交总统。
　　（2）天基定位导航授时顾问委员会
　　该委员会为联邦顾问委员会，由NASA代表执委会建立。由美国政府之外的专家组成，根据国际、国内天基PNT服务的发展态势，为制定美国天基PNT政策、规划、项目管理和投资决策提出建议。
　　该委员会每年至少召开2次会议，根据联邦阳光法案，会议应该对公众开放。其首次会议将于2006年秋季举行。
　　（3）国家天基PNT协调办公室
　　国家天基PNT协调办公室也是天基PNT执委会的秘书处，负责召集会议、跟踪项目和任务，协调和处理部际文件等。同时，还负责5年国家天基PNT规划的年度评审，并由其部局成员评估其执行情况。
　　其职员包括7名来自国防部、运输部、国务院、商务部、国土安全部和国家宇航局的额外成员。     协调办公室是咨询和联络有关天基PNT政策的联结点，负责执委会会网站的建设及维护，以及提供有关GPS和GPS政策的资料。
　　（4）相关部委职责
　　其相关部委的职责在新颁布的美国PNT政策中给予了明确规定。
　　二、GPS运行系统管理
　　1. 运行管理
　　GPS的信息获取和运行管理由GPS联合计划办公室负责（GPS-JPO）。
　　JPO是空间与导弹系统中心（SMC/CZ）的一个办公室，负责GPS项目的管理。设在加利福尼亚州洛杉矶的美国空军基地（AFB），代表美国防部，获取GPS卫星信息，并负责确保GPS补发卫星的及时生产和交付，保证GPS星座的正常运转。JPO还负责在项目管理指南（PMD）的指导下，设计、改良运作方式并加以推行，以适应剩余任务分配和经验证证实的需求的需要。JPO根据空军航天司令部总部的需要，针对工程、空间段发展、地面控制段的更新换代提供系统级的技术支持。
　　JPO由美国空军领导，包括民用部门在内的多个部门派代表参与。海岸警备队代表DOT参与JPO，其首席代表是项目主管代表（DPM)，DPM直接向GPS项目主管和运输部负责运输政策的助理部长负责。
　　2. 运行实施
　　美国空军航天司令部总部（HQAFSPC）负责为GPS的发展提供经费保障，为GPS星座提供空间和地面段支持。在经费保障的前提下，由第14空军联队（14AF）负责GPS的运作。GPS星座的日常运行由空军第50联队委任第2空间运行中队管理。指挥关系见图2。
　　（1）美国航天司令部（USSPACECOM）
　　根据美国法典的第十章第164节，委任美国航天司令部总司令（USCINCSPACE）的作战司令部（COCOM）代表联合总司令管理航天部队。USCINCSPACE授予COCOM对所指派军力的指挥权，此授权不能转任第二个部门。对于委派的作战任务，COCOM司令有权对指派军力履行指挥权；全权指挥军事作战、联合演习、军需配给；进行军力调配、任务下达、作战目标确立、命令指导。因而，USSPACECOM直接向14AF下达指挥命令，管理GPS系统运行。
　　（2）美国空军航天司令部总部（HQ AFSPC）
　　其职责是支持GPS的基础管理部门，制定计划、为政策制定及项目评估提供资金；组织、培训、训练下级现役部门的任务执行能力；对新出台的命令、管理、通信的能力提供详细说明，向与卫星性能相关的工作人员（履行者）提出基本要求；为GPS计划争取经费。
　　（3）美国航天司令部（AFSPACE）/空军第14联队（14AF）
　　USCINCSPACE授权AFSPACE（COMAFSPACE）对GPS系统行使操作控制权（OPCON）。OPCON是一种授权指挥员，对任务中所管辖的军力、作战目标的确立、命令指导履行指挥权。操作控制权包括对GPS主控站（MCS）、地面天线、监控站、发射场、执行中队的操作控制权。
　　（4）第50航天联队第2运行中队
　　第50航天联队拥有战术控制权（TACON），执行操作控制，通过TACON完成GPS导航、时间转换及核爆炸探测任务区域。总司令拥有GPS 战术控制权，第2运行中队受空军第50航天联队指挥员的直接监督。
　　3. GPS民用运行管理机构及职责
　　运输部是民用GPS服务运行和管理的领导者，对美国政府各个民用部局需求的开发负有领导责任。国土安全部海岸警备队（USCG）在民事应用中担当重要角色，负责与国内和国际通过海岸警备队导航中心和民间GPS服务联络委员会使用标准定位服务的民用用户保持联系。
　　此外，DOT还正在发展国家差分GPS网络（NDGPS）。FAA负责发展广域和局域增强系统以提供实时差分改正，实现对航空的完好性监测能力。由USCG负责运行国家海上差分GPS网络。
　　为加强用户之间的联系，及时向用户团体发布GPS相关信息，建立了相关的民用GPS运行服务及其产品信息支持机构，民间GPS团体不断发展并成熟。
　　（1）民间GPS服务联络委员会（CGSIC）
　　民间GPS服务联络委员会的任务是挖掘GPS民用部分的全部潜能。GPS服务提供商和用户都需要它提供有效的信息沟通渠道。CGSIC也是全球民用GPS用户和GPS服务提供者之间的重要联系纽带。
　　CGSIC由美国国内和国际相关的私营企业、政府、工业用户团体代表组成（图3）。目前，该委员会拥有700个成员，包括联邦政府、州、产业界、大学和59个国家。领导机构包括一名主席，2位执行主席，一个执行秘书处和一个执行小组。主席由运输部长政策助理（OST/P）导航定位主任担当。第一执行主席为海岸警备队导航中心（NAVCEN）指挥官员，通过执行秘书处管理委员会、维护成员职责、协调委员会会议，代表委员会主席参加GPS相关会议，回应提交的问题；第二执行主席负责国际事务，为非美国代表，由主席根据执委会成员组提名指定。执委会成员组由主席、执行主席、分委会主席，一名来自GPS部际咨询委员会（GIAC）的代表和来自航空、陆地和海洋3个领域的代表。
　　（2）海岸警备队导航中心(NAVCEN)
　　NAVCEN运行着导航信息服务(NIS)、国家差分GPS (NDGPS)，以及罗兰（LORAN）导航系统。NAVCEN是GPS的民用联系界面，并管理着其他相关导航计划。
　　NIS在NAVCEN运行中心的监督下每周7天每天24h的通过网络向民用用户发布导航和海事安全信息。同时还控制分布在美国各地的84个NDGPS站和24个LORAN站。此外，NAVCEN还承担着与国防部在GPS运行和管理的民用联络。
　　DOD对军事用户提供类似的GPS运行信息服务，为完成这一任务，DOD GPS支持中心承担和解答来自NAVCEN和国家运行控制中心（NOCC）的有关GPS SPS问题，通知NAVCEN和NOCC有可能影响SPS（GPS标准定位服务）民用的GPS星座运行变化。
　　摘自《卫星应用简报》

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