Blok GPS IIIF

Blok GPS IIIF
Producent Lockheed Martin
Kraj pochodzenia Stany Zjednoczone
Operator Siły Kosmiczne Stanów Zjednoczonych
Aplikacje Nawigacja satelitarna
Specyfikacje
Autobus
SV11-SV12: Lockheed Martin LM2100M , SV13 +: Lockheed Martin LM2100 autobus bojowy
Reżim Półsynchroniczny MEO
Zaprojektuj życie 15 lat
Produkcja
Status w rozwoju
Zaplanowany Do 22
Na zamówienie 10
Wybudowany 0
Dziewiczy start 2027 (planowane)
Ostatnie uruchomienie 2034 (planowane)
Powiązany statek kosmiczny
Pochodzi z Blok GPS III
← Blok GPS III

GPS Block IIIF , czyli GPS III Follow On (GPS IIIF) , to drugi zestaw satelitów GPS Block III , składający się z aż 22 pojazdów kosmicznych. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych rozpoczęły starania o nabycie GPS Block IIIF w 2016 r. 14 września 2018 r. Lockheed Martin otrzymał kontrakt produkcyjny z opcjami o wartości do 7,2 miliarda dolarów. Przewiduje się, że 22 satelity z Bloku IIIF zostaną wystrzelone w 2027 r., a starty potrwają co najmniej do 2034 r.

Ulepszenia systemu

Prace inżynieryjne nad satelitami Block IIIF rozpoczęły się po przyznaniu kontraktu w 2016 r. — pełne 16 lat po zatwierdzeniu przez rząd rozpoczęcia wstępnych prac modernizacyjnych dla GPS III w 2000 r. W rezultacie GPS Block IIIF wprowadza szereg ulepszeń i nowatorskich możliwości w porównaniu do wszystkich poprzednich bloków satelitów GPS.

Ulepszenia systemu

Przeprojektowany ładunek systemu wykrywania wybuchów jądrowych

Satelity Block IIIF są wyposażone w przeprojektowany amerykański system wykrywania wybuchu jądrowego (USNDS), który jest zarówno mniejszy, jak i lżejszy.

USNDS to ogólnoświatowy system czujników kosmicznych i sprzętu do przetwarzania naziemnego, zaprojektowanego do wykrywania, identyfikacji, lokalizacji, charakteryzowania i zgłaszania wybuchów jądrowych w atmosferze ziemskiej iw przestrzeni kosmicznej.

W pełni cyfrowy ładunek nawigacyjny

Satelity GPS IIIF jako pierwsze są wyposażone w 100% cyfrowy ładunek nawigacyjny.

W pełni cyfrowy ładunek nawigacyjny wprowadzony po raz pierwszy przez Block IIIF (SV11+) zapewnia lepszą dokładność, lepszą niezawodność i mocniejsze sygnały w porównaniu z 70% cyfrowym ładunkiem nawigacyjnym używanym przez GPS Block III (SV01-SV10).

Ulepszona magistrala satelitarna

GPS IIIF-03 i nowsze (GPS III SV13+) będzie zawierał szynę bojową Lockheed Martin LM2100, ulepszenie magistrali LM2100M używanej w GPS III od SV01 do SV12. Szyna bojowa LM2100 zapewnia lepszą odporność na cyberataki, a także lepszą moc, napęd i elektronikę statku kosmicznego.

Nowe możliwości

Energicznie naładowany czujnik cząstek

Satelity GPS IIIF będą pierwszymi satelitami GPS wyposażonymi w czujnik cząstek naładowanych energią (ECP).

W marcu 2015 r. Sekretarz Sił Powietrznych USA uchwalił politykę nakazującą, aby wszystkie nowe programy satelitarne Sił Powietrznych obejmowały czujniki ECP. Agregacja danych ECP z wielu satelitów pozwala na lepszą świadomość domeny kosmicznej , umożliwiając lepsze wykrywanie efektów pogody kosmicznej , a także rozróżnianie anomalii wywołanych przez wrogą aktywność, środowisko naturalne lub inne nieprzyjazne przyczyny.

Szukaj i ratuj ładunek radiolatarni ratunkowej

GPS IIIF będzie pierwszym blokiem satelitów GPS, w którym wszystkie pojazdy kosmiczne będą uczestniczyć w systemie Cospas-Sarsat . System Cospas-Sarsat to międzynarodowy zbiór satelitów obejmujących satelity o niskiej, średniej i geostacjonarnej orbicie, z których wszystkie nasłuchują sygnałów o niebezpieczeństwie 406 MHz generowanych przez latarnie na Ziemi. Satelity przekazują sygnały o niebezpieczeństwie do stacji naziemnych, aby w porę zainicjować działania ratownicze.

Laserowy układ retroreflektorów

Dodanie laserowych układów retroreflektorów (LRA) do wszystkich pojazdów kosmicznych GPS IIIF umożliwia ziemskim stacjom monitorowania GPS wyposażonym w dalmierz laserowy określanie znacznie bardziej precyzyjnych lokalizacji 3D dla każdego satelity GPS IIIF. Posiadanie dokładniejszych informacji o lokalizacji dla każdego satelity GPS poprawia zdolność systemu GPS do dostarczania do odbiorników GPS dokładniejszych informacji o czasie/pozycji. Szacuje się, że w miarę jak coraz więcej satelitów GPS obsługuje LRA, dokładność lokalizacji poprawi się z osiągalnego obecnie jednego metra do dokładności jednego centymetra, co stanowi poprawę o kilka rzędów wielkości.

Zgodność z ujednoliconym pasmem S

Block IIIF będzie zgodny z możliwościami Unified S-Band (USB), co pozwoli na konsolidację częstotliwości radiowych używanych do telemetrii, śledzenia i dowodzenia satelitami Block IIIF.

Regionalna zdolność ochrony wojskowej

Regional Military Protection (RMP) to technologia przeciwzakłóceniowa przeznaczona dla wojskowych konsumentów GPS. RMP obejmuje kierowanie silnie wzmocnionej wiązki punktowej , która obejmuje tylko wojskowe sygnały GPS na niewielkim obszarze geograficznym. Amerykańskie/sojusznicze wojskowe odbiorniki GPS znajdujące się w obszarze zasięgu wiązki punktowej RMP są znacznie trudniejsze do zagłuszenia przez przeciwników ze względu na wyjątkowo wzmocnioną siłę sygnału w okolicy.

Serwisowanie/aktualizacja na orbicie

GPS IIIF-03 i nowsze satelity (GPS III SV13+) będą zawierały szynę bojową LM2100 firmy Lockheed-Martin. Satelity oparte na magistrali bojowej mogą obsługiwać „Augmentation System Port Interface” (ASPIN), interfejs, który umożliwia przyszłe serwisowanie i modernizację na orbicie.

Uruchom historię

Pierwszy satelita GPS Block IIIF ma zostać wyniesiony na orbitę w 2027 roku.

Satelity GPS Block IIIF
Satelita oznaczenie USA SVN Nazwa Data uruchomienia ( UTC ) Rakieta Uruchom witrynę Status Uwagi
GPS IIIF-01 rok budżetowy 2027 Zamówione
GPS IIIF-02 Zamówione
GPS IIIF-03 Zamówione
GPS IIIF-04 Zamówione
GPS IIIF-05 Zamówione
GPS IIIF-06 Zamówione
GPS IIIF-07 Zamówione
GPS IIIF-08 Zamówione
GPS IIIF-09 Zamówione
GPS IIIF-10 Zamówione

Sygnały nawigacyjne

Uwaga: żaden z sygnałów nawigacyjnych przesyłanych przez satelity GPS Bloku IIIF nie jest nowy w Bloku IIIF; wszystkie sygnały były najpierw obsługiwane przez satelity GPS poprzedniej generacji (blok I, blok II lub blok III).

Cywil

Nazwa sygnału Częstotliwość (MHz) Pierwsza generacja satelitów (rok pierwszego uruchomienia) Status Wysyłanie danych nawigacji Sygnał nadawczy satelitów Uwagi
L1 C/A 1575.42 Blok I (1978 ; 45 lat temu ( 1978 ) ) W pełni sprawny Tak 31 Starszy sygnał nawigacji GPS
L1C 1575.42 Blok III (2018 ; 5 lat temu ( 2018 ) ) Rozwojowe (oznaczone jako „niezdrowe”) NIE 5 (stan na czerwiec 2022 r.) Opracowany jako wspólny sygnał cywilny dla systemów GPS i Galileo GNSS.
L2C 1227,60 Blok IIR-M (2005 ; 18 lat temu ( 2005 ) ) Przedoperacyjne (oznaczone jako „Zdrowe”) Tak 24 (stan na czerwiec 2022 r.) Specjalnie zaprojektowany, aby spełnić potrzeby komercyjne. Nadawanie z wyższym efektywnym poziomem mocy niż L1 C/A, poprawiając odbiór w miejscach, w których L1 C/A ma trudności, takich jak pod ciężkimi drzewami lub wewnątrz budynków.
L5 1176.45 Blok IIF (2010 ; 13 lat temu ( 2010 ) ) Przedoperacyjne (oznaczone jako „niezdrowe”) Tak 17 (stan na czerwiec 2022 r.) Zaprojektowany do zastosowań związanych z bezpieczeństwem życia.

Projekt

GPS IIIF jest ewolucją GPS III , który wykorzystuje magistralę A2100 jako rdzeń. Nowe modele wykorzystują zmodernizowaną magistralę LM2100 wraz z w pełni cyfrowym ładunkiem nawigacyjnym firmy L3Harris , co stanowi znaczące ulepszenie w stosunku do poprzedniego 70% cyfrowego ładunku użytecznego używanego w GPS III.

Ulepszona wersja znana jako LM2100 Combat Bus będzie używana począwszy od trzeciego pojazdu serwisowego. Umożliwi serwisowanie na orbicie w późniejszym terminie, co może obejmować modernizację sprzętu, wymianę komponentów lub tankowanie.

Ładunki poszukiwawczo-ratownicze na średniej orbicie okołoziemskiej (MEOSAR) są dostarczane przez kanadyjski rząd w imieniu kanadyjskich sił zbrojnych . Czas potrzebny do wykrycia i zlokalizowania sygnału o niebezpieczeństwie zostanie skrócony z godziny do pięciu minut, wraz ze znacznie poprawioną dokładnością lokalizowania sygnału o niebezpieczeństwie.

Laserowe układy retroreflektorów (LRA) zostaną zbudowane przez Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej . Jest to pasywny system reflektorów, który poprawia dokładność i zapewnia lepsze dane efemeryd . Narodowa Agencja Wywiadu Geoprzestrzennego (NGA) sfinansuje koszty integracji LRA.

Inne znaczące ulepszenia obejmują: zgodność z ujednoliconym interfejsem pasma S (USB), integrację hostowanych ładunków, w tym przeprojektowany ładunek systemu wykrywania detonacji jądrowej Stanów Zjednoczonych (NUDET) (USNDS), czujnik cząstek naładowanych energią (ECP) i regionalną ochronę wojskową (RMP) ) zdolności, które zapewniają możliwość dostarczania sygnałów regionalnego kodu wojskowego (kodu M) dużej mocy w określonych obszarach o zamierzonym skutku.

Siły Powietrzne zidentyfikowały cztery „punkty wstawiania technologii” dla GPS Block IIIF. Te cztery punkty to jedyne cztery momenty w cyklu życia bloku, w których będzie można wprowadzić nowe możliwości do satelitów Bloku IIIF.

Punkt wprowadzenia technologii 1 (szacowany na 2026 r.)

  • Pierwszy pojazd kosmiczny: GPS IIIF-01
  • Proponowana/ewentualna nowa funkcjonalność:
    • Przeprogramowalny cyfrowy ładunek na orbicie
    • Wzmacniacze dużej mocy (SSPA)
    • Regionalna ochrona wojskowa (RMP)

Punkt wprowadzenia technologii 2 (szacunkowy rok budżetowy 2028)

  • Pierwszy pojazd kosmiczny: GPS IIIF-07
  • Proponowana/możliwa nowa funkcjonalność:
    • M-Code Space Service Volume

Punkt wprowadzenia technologii 3 (szacunkowy rok budżetowy 2030)

  • Pierwszy pojazd kosmiczny: GPS IIIF-13
  • Proponowana/ewentualna nowa funkcjonalność:
    • Dowodzenie w czasie zbliżonym do rzeczywistego
    • Zaawansowane zegary

Punkt wprowadzenia technologii 4 (szacunkowy rok budżetowy 2033)

  • Pierwszy pojazd kosmiczny: GPS IIIF-19
  • Proponowana/możliwa nowa funkcjonalność:
    • do ustalenia

Rozwój

Segment kosmiczny (satelity)

Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych zastosowały dwufazowy proces pozyskiwania konkurencyjnych ofert na satelity GPS Block IIIF.

Faza pierwsza: ocena wykonalności produkcji

W dniu 5 maja 2016 r. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych przyznały trzy kontrakty na pierwszą fazę oceny gotowości do produkcji pojazdów kosmicznych (SV) 11+ GPS III, po jednym dla Boeing Network and Space Systems , Lockheed Martin Space Systems Company i Northrop Grumman Aerospace Systems . Kontrakty fazy pierwszej były warte do sześciu milionów dolarów każdy. Podczas fazy pierwszej zarówno Boeing, jak i Northrop Grumman z powodzeniem zademonstrowały działające ładunki nawigacyjne.

Faza druga: produkcja satelitów

W dniu 19 kwietnia 2017 r. Dowództwo Sił Powietrznych USA ogłosiło rozpoczęcie drugiej fazy swojej strategii przejęć publikacją specjalnego ogłoszenia dotyczącego „Dnia Przemysłu” dla firm planujących ubieganie się o kontrakt na produkcję pojazdów GPS III 11+ . Podczas wydarzenia Industry Day Siły Powietrzne przedstawiły wstępną strategię pozyskiwania, którą wykorzystają do oceny ofert, a następnie zwróciły się do potencjalnych oferentów o opinie.

W lipcu 2017 r. Zastępca Dyrektora Dyrektoriatu GPS Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych stwierdził, że strategia przejęcia GPS Block IIIF będzie polegać na przyznaniu kontraktów na produkcję wszystkich 22 satelitów Block IIIF temu samemu wykonawcy.

W listopadzie 2017 roku zastępca dyrektora Dyrekcji GPS Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych ogłosił, że druga transza satelitów GPS III otrzyma nazwę „GPS Block IIIF”.

Również w listopadzie 2017 roku ogłoszono, że prace nad w pełni cyfrowym ładunkiem nawigacyjnym dla satelitów GPS Block IIIF zostały zakończone. Harmonogram programu Bloku IIIA był wielokrotnie opóźniany z powodu problemów z ładunkiem nawigacyjnym.

Licytacja

Chociaż Siły Powietrzne pierwotnie spodziewały się opublikować formalne zapytanie ofertowe (RFP) dotyczące produkcji GPS Block IIIF we wrześniu 2017 r., Zostało ono opublikowane dopiero 13 lutego 2018 r. Zapytanie ofertowe dotyczyło umowy o stałej cenie (FFP) na pojedynczy firma wyprodukowała wszystkie 22 pojazdy kosmiczne. Uważa się, że wszyscy trzej uczestnicy pierwszej fazy (Boeing, Lockheed Martin i Northrop Grumman) prawdopodobnie złożą propozycje. Rząd zorganizował konferencję przed złożeniem wniosku w El Segundo w Kalifornii , które odbędzie się 15 marca 2018 r., aby potencjalni oferenci mogli zadawać Siłom Powietrznym pytania dotyczące przetargu. Termin składania wniosków upłynął o godzinie 12:00 czasu letniego pacyficznego (PDT) w dniu 16 kwietnia 2018 r.

Stan ofert firm, które wzięły udział w pierwszym etapie, w kolejności alfabetycznej:

  • Boeing: odmówił złożenia oferty
  • Lockheed Martin: złożył propozycję
  • Northrop: odmówił złożenia oferty
Finansowanie

14 września 2018 r. Siły Powietrzne przyznały firmie Lockheed Martin kontrakt produkcyjny z opcjami o wartości do 7,2 mld USD.

Historia finansowania segmentu kosmicznego bloku GPS IIIF
Data Opis USD (miliony) Procent finansowanego pułapu kontraktu Pojazdy kosmiczne Uwagi
Upoważniony Pozostało do osiągnięcia pułapu kontraktu Finansowane (maks. 22) Średnia cena za SV (USD w milionach)
Przyrostowe Łączny
wrzesień 2018 r Koszty rozwoju, produkcja SV 11-12 1300 1300 5900 18% 11-12 (2) 650 Cena za satelitę obejmuje koszty badań i rozwoju
październik 2020 r Produkcja SV 13-14 511 1811 5389 25% 11-14 (4) 453
październik 2021 r Produkcja SV 15-17 737 2548 4652 35% 11-17 (7) 364
grudzień 2022 r Produkcja SV 18-20 744 3292 3908 46% 11-20 (10) 329

Segment kontrolny (dowództwo i kontrola naziemna)

System kontroli naziemnej GPS Block IIIF będzie taki sam, jak GPS Block III , system kontroli operacyjnej GPS nowej generacji (OCX).

Aby móc dowodzić i kontrolować satelity Bloku IIIF, w kwietniu 2021 roku Siły Kosmiczne Stanów Zjednoczonych przyznały firmie Raytheon Intelligence and Space kontrakt o wartości 228 milionów dolarów o nazwie OCX Block 3F, który opiera się na istniejącym systemie OCX Block 2 i dodaje możliwość wykonywania Wystrzelenie i sprawdzenie satelitów Bloku IIIF.

Dostawa OCX Block 3F spodziewana jest w lipcu 2025 r., a odbiór operacyjny spodziewany jest pod koniec 2027 r.

Data Zastosowanie Pojazdy kosmiczne Uwagi
System dowodzenia i kontroli Satelity dostarczające dane nawigacyjne
Blok II Blok III Blok IIIF Blok II Blok III Blok IIIF
marzec 2023 r Blok OCX 2 OCX Nie dotyczy Tak NIE Osiągnięto pełną funkcjonalność GPS III, rozpoczęto nadawanie sygnałów nawigacyjnych L1C
lipiec 2025 r Blok OCX 3F OCX (ograniczona) Blok IIIF: OCX może być używany tylko do usług Launch & Checkout Services (LCS)

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=GPS_Block_IIIF&oldid=1140343218 ”