來源：曲老師的課堂

　　3月18日，美國太空部隊太空與導彈系統中心發佈了一項爲期10年的合同招標書，並委託太空企業聯盟（ Space Enterprise Consortium）監督和管理未來10年總金額高達120億美元的項目。太空企業聯盟（SpEC）成立於2017年，其主要的角色是是對接太空與導彈系統中心（SMC）與廣大的商業太空初創公司和小型企業。

　　太空企業聯盟使用名爲“其他交易當局”（Other Transaction Authorities, or OTA）的非傳統的國防承包方式，向聯盟內的成員招標，這些成員包括了目前大的軍事承包商和一些商業領域的新的公司，目前該聯盟有352個成員。聯盟目前負責管理空間系統的原型項目，包括衛星、有效載荷和地面系統，一共授權了50餘個原型項目。 太空企業聯盟在商業⾏業、⺠⽤航天部⻔和其他機構之間建⽴了合作伙伴關係，以利⽤增強的靈活性和敏捷性，降低成本，改進技術和功能，並減少下⼀代航天技術的開發和部署週期。 太空企業聯盟的協作和原型開發可降 低⻛險並提⾼星座圖刷新率，從⽽改善在軌新技術的可⽤性，並提⾼系統響應能⼒和⽣存能⼒。這些⽬標 強調了更頻繁，更定期地進⾏的發射，以及旨在適合具有標準接⼝的標準化發射器的航天器，以便更快、更可預測地進⼊太空。目前 太空企業聯盟正在徵集的項目是“太空防禦性網絡作戰”（Defensive CyberOperations for Space)。

　　“其他交易協議”或“其他交易機構”（OTA）是⼀種簡化的⼯具，可將創新的研究結果和最新的原型從⼯業 界帶到聯邦政府。國會創建了第⼀個OTA，作爲NASA在太空競賽問世時獲得並應⽤突破性技術的合同⼯ 具。如今，OTA可以在軍備、衛星、醫療設備和電磁頻譜技術等各個領域快速獲取急需的技術。⾮傳統企業是通常不參與政府資助的研究與開發的技術提供商。這些公司通常是⼩型企業或新公司。他們可能擁有創新技術，但可能缺乏承包FAR的合同資源和經驗。OT模型是這些公司進⼊聯邦市場的好⽅ 法。

　　值得注意的是，一個名爲NTS-3的實驗性導航衛星項目是太空企業聯盟授予成員的項目之一，那什麼是NTS-3呢？下面一起看一下。

　　美國太空部隊的全球定位系統（GPS）星座爲能夠提供了空前準確的位置和授時精度。自從GPS誕生以來，它已成爲一種全球性實用工具，其商業用途遠遠超過了軍事用途。空中交通管制、銀行業務、農業和蜂窩網絡都依賴於不間斷的GPS服務。由於美國軍方越來越擔心GPS衛星有可能在未來的戰爭中成爲攻擊目標。五角大樓和情報機構警告說，中國和俄羅斯已經開發了先進的電子武器，可用於干擾或干擾GPS信號。而軍事行動在很大程度上取決於能否獲得有保證的PNT。空軍已開始部署更先進的GPS衛星，稱爲GPS III，其設計目的是能具有更強的抗干擾和欺騙能力，同時空軍也正在尋找加強GPS提供的PNT服務的方法。空軍認爲可行的一種方法是，在地球同步軌道上增加一層較小的衛星，以補充其在地球中軌道的GPS星座。爲了驗證這一想法，空軍研究實驗室將於2022年發射一顆名爲NTS-3的實驗性PNT衛星，這是“導航技術衛星-3”的縮寫。

　　GPS-3衛星和在軌渲染圖

　　NTS-3的實驗性PNT衛星將推動當今的位置、導航和授時（PNT）技術的發展，爲衛星導航技術的更靈活，更健壯和更具彈性的架構鋪平道路。 該實驗的目的是研究如何使圍繞GPS星座構建的軍方PNT架構更具彈性。

　　美國空軍研究實驗室（AFRL）與業界一起正在開發先進的技術，以檢測和減輕對PNT功能的干擾並提高軍事、民用和商業用戶的系統彈性。爲了測試這些新功能的硬件、軟件和運行概念，NTS-3將在地球同步軌道上運行一年。最終，NTS-3將確定新的GPS接收機的關鍵技術，這些接收機將能夠合併了多個信號並可以輕鬆滿足軍事需求。

　　靜止軌道上NTS-3衛星概念

　　2019年，美國空軍將NTS-3指定爲三個先鋒計劃之一，這是優先計劃。該計劃整合了多個技術組件以提供新的改變遊戲規則的功能，涵蓋多個領域並涵蓋了多學科解決方案,NTS-3的設計是通過迅速將抗干擾的M代碼上線，從而“填補”當前全球定位系統衛星（GPS III）能力的空白。目前，要到2025年左右發射由總承包商洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）和L3Harris的導航有效載荷製造的後續GPS IIIF衛星，才能提供完整的M-Code輔助功能。NTS-3的原型演示將涉及一個基於太空的測試衛星、基於地面的命令與控制以及爲用戶提供的敏捷軟件定義的無線電設備。特別是，NTS-3將嘗試多種集成的先進技術，包括電子控制相控陣天線、靈活安全的信號、軟件定義的GPS接收機、增強的地面控制網段（GCS）自動化以及商用地面天線。

　　NTS-3將測試一種新的數字信號發生器，該發生器可以在軌道上進行重新編程，使其能夠廣播新信號，通過避免和消除干擾並提高信號性能來對抗欺騙，從而提高導航性能。與GPS III有效載荷不同，NTS-3有效載荷可以在軌道上完全重新編程，並且通過使用直接到L波段的直接數字合成方法可以實現100％數字化，在整個衛星生命週期中的這種靈活性是NTS-3試圖證明其未來向GPS III過渡的關鍵恢復能力。AFRL將探索天線配置，以提供多種頻率和信號代碼的地球覆蓋範圍和可控區域波束。最終，NTS-3將爲用戶提供增強的信號穩定性、可用性、完整性和準確性。

　　NTS-3衛星渲染圖

　　NTS-3的重量爲1,250公斤，遠遠小於洛克希德·馬丁航天系統公司製造的4,400公斤的GPS III衛星。NTS-3將利用的ESPAStar航天器平臺從作爲其核心的所謂的EELV二級有效載荷適配器（ESPA）以減輕重量。NTS-3的ESPAStar總線已經用於AFRL 在Atlas 5火箭上發射的ESPA增強地球靜止實驗室實驗衛星，即EAGLE上。爲NTS-3建造的造價爲3000萬美元的ESPStar總線將具有四面板可部署太陽能陣列，而不是用於EAGLE的三面板設計。NTS-3 GCS與企業地面服務（EGS）兼容，該系統是太空和導彈系統中心（SMC）正在開發的體系結構，以提供用於衛星指揮和控制的通用系統。目標是從地面系統組合轉變爲將與所有空軍和太空部隊衛星連接的單一系統，從而通過簡化用戶培訓和操作來節省數百萬美元費用。EGS將利用大數據並促進更輕鬆的數據共享，態勢感知和協作。

　　NTS-3 GCS將與傳統地面系統向後兼容，合併來自各種來源的信號監視數據，並利用商業天線網絡來維持快速反應的按需衛星控制能力。爲了確保用戶接收器設備無縫集成，研發團隊正在開發軟件定義的PNT接收機，它們可以快速響應變化的條件。像在軌信號發生器一樣，接收器是可重新編程的，因此提高了安全性和靈活性。由於NTS-3的實驗結果和技術最終將過渡到國家航天界，因此它們將很容易適應戰鬥人員的需求，並融合來自伽利略、QZSS和其他盟軍的信號。

　　歐盟伽利略導航衛星在軌渲染圖

　　日本QZSS衛星在軌渲染圖

　　太空企業聯合會選擇L3Harris作爲2018年總價值8400萬美元的合同的主要系統集成商，以設計、開發、集成和測試NTS-3，包括地面任務應用程序。2017年，AFRL向Braxton Technologies授予了一項小型企業創新研究合同，以開發NTS-3地面系統。Braxton正在開發一種解決方案，該解決方案符合美國空軍對所有新地面系統所要求的企業地面系統標準。通過爲每個新的衛星系統放棄定製的地面系統，空軍有望節省成本並減少操作上的麻煩。

　　根據2020年2月24日，L3Harris Technologies發佈的最新消息，公司已達到美國空軍“導航技術衛星-3”（NTS-3）項目的一個重要里程碑-通過了初步設計審查，該審查定義了航天器的交付路徑，並允許該計劃進入下一階段的開發。

　　NTS-3在2015年被空軍指定爲AFRL太空飛行器管理局的下一個主要太空實驗。NTS的任務可以追溯到1970年代，當時是由海軍研究實驗室領導的。NRL分別於1974年和1977年發射了NTS-1和NTS-2。這些任務測試了諸如時間範圍、測距率導航和12小時軌道之類的技術和概念，這些技術和概念在1970年代後期進入了第一代GPS衛星。

　　NTS-1衛星

　　NTS-2衛星

　　作爲40年來美國軍方首次的導航技術衛星任務，NTS-3旨在測試新硬件，包括可在軌道上重新編程的數字信號發生器，使操作員能夠在遇到電子威脅時迅速部署新信號。空軍仍在服役31顆GPS II衛星，並且剛剛開始部署其GPS III星座。GPS III衛星的第一顆，是洛克希德·馬丁公司於2008年獲得35億美元定購10顆衛星的訂單的一部分，於12月在獵鷹9號上發射。9月，空軍授予洛克希德·馬丁公司72億美元的合同，以增加多達22顆衛星後續任務，在稱爲GPS IIIF的衛星上。這些衛星的設計壽命至少爲15年，空軍預計直到2034年才發射該系列的最後一顆。目前GPS III衛星的MDU（任務數據單元）的數字化程度爲70％，而NTS-3有效載荷核心的任務數據單元的數字化程度將達到100%。NTS-3導航實驗衛星的設計壽命超過3年，預計將進行爲期一年的在軌實驗，對相關技術和設備進行測試。未來美國的GPS星座可能包含由地球同步軌道（GEO，高度約36,000公里）中的至少四顆（也許多達八顆）衛星，而在同步軌道的GPS衛星最重要的功能是具有可以在軌被重新編程一個新的數字信號發生器，使其能夠廣播新的信號，提高通過避免和抗干擾，並添加簽名，用於檢測欺騙攻擊。