不只是導航：NTS-3 升空，美軍在太空打響 PNT 保衛戰

2025年8月13日，在美國太空軍的USSF-106任務中，火神火箭發射了一顆高軌道導航試驗衛星NTS-3。

NTS-3，全稱為“Navigation Technology Satellite–3”，即導航技術衛星三號，用戶為AIR FORCE RESEARCH LABORATORY，美軍空軍研究實驗室。衛星將驗證多層彈性架構價值，并在軌測試突破性技術，以應對競爭性、降級及拒止性定位、導航與授時（PNT）威脅對國家安全的挑戰。

PNT技術支撐從戰機戰艦、武器系統到單兵作戰的全域能力，PNT衛星已經成為對手首要打擊目標。美盟部隊亟需具備超前防御能力的PNT體系，可快速反制敵方破壞系統訪問、散布誤導信息的惡意行為。

NTS-3先鋒計劃是美國近50年首個天基綜合定位導航授時（PNT）實驗系統，將在空間段、地面控制段與用戶設備段全鏈路演示顛覆性PNT技術。

01

項目定位

2019年，美國空軍部將NTS-3列為首批三大先鋒計劃之一。

作為國防部近50年來首個試驗性綜合導航衛星系統，NTS-3計劃于2024年末發射，繼承1970年代NTS-1/2衛星的技術遺產，突破現有天基定位導航授時（PNT）技術邊界，為構建更強健、彈性、響應的衛星導航體系鋪路。

美國太空軍的全球定位系統（GPS）為作戰人員提供高精度普適化天基定位導航授時服務，已成為全球軍民領域關鍵基礎設施。GPS支撐著航空管制、金融交易、農業生產、通信網絡等無數行業，堪稱全球民眾日常最依賴的航天系統。然而日益增長的干擾欺騙等威脅表明，亟需發展彈性靈活的GPS增強方案以保障關鍵服務持續可用。

NTS-3地球同步軌道構想圖。L3Harris公司基于諾格ESPAStar平臺集成衛星，繼承了EAGLE項目衛星平臺。

L3 HARRIS作為NTS-3主承包商，L3 Harris全面負責衛星平臺設計、研制、集成與測試，同時支撐運載火箭整合、天地用戶系統聯調及在軌運維。公司將開發基于云平臺且兼容企業地面服務標準的新型地面任務應用系統。該體系與空軍研究實驗室（AFRL）研發的軟件定義可重編程用戶終端協同，構建對GPS的多層強韌地球同步軌道增強系統，確保美軍空天陸全域作戰自由。

NTS-3是美國空軍研究實驗室主導的一個驗證項目，主要依托三大相互依存模塊：

• 天基試驗衛星

• 地面指揮控制系統

• 敏捷軟件定義用戶接收機

這些模塊設計具備動態演進能力，意味著可通過軟件更新應對新型作戰威脅或環境變化。

02

既然智能手機可升級，

衛星為何不能重編程？

由L3Harris研制的NTS-3衛星將在地球同步軌道開展為期一年的多領域實驗。

• 相控陣天線無需物理轉向即可電子賦形指向目標區域播發導航信號。

• 數字式在軌可重編程定位導航授時信號發生器不僅支持傳統及GPS未啟用的先進信號，更具備發射后信號更新能力。

NTS-3將測試CHIMERA信號認證協議——通過聯合認證衛星軌道數據與星地距離測量值，為民用用戶提供極致抗欺騙防護。基于地面新威脅態勢，CHIMERA升級版或新型信號可隨時上傳更新。

鑒于衛星導航高度依賴精確授時，衛星搭載多臺原子鐘與授時源，既可獨立運行又能協同優化，實現鐘差自動檢測校正。

03

數字時代的地面控制升級

NTS-3地面控制段采用美國太空軍前沿衛星指揮控制（C2）架構，目標是由單一任務專用的“煙囪式”地面系統，轉型為支持多國防衛星系統的模塊化軟件定義C2架構。

通過商用化地面天線與監測接收機服務，NTS-3在增加衛星通信時長的同時降低對政府天線資源的依賴。將C2軟件部署至政府認證的安全云平臺，可突破地理物理限制構建更強健的解決方案。

該控制段實現跨機構數據共享、態勢感知與協同合作，通過驗證天-地-用戶全系統復雜管理方案，為未來國防項目積累經驗與測試數據。

NTS-3試驗衛星示意圖。

圖片來源：美國空軍/L3Harris

04

聚焦用戶的敏捷接收終端

用戶段采用MITRE的全球導航衛星系統測試架構（GNSSTA），通過實驗室級軟件定義接收機（SDR）充分發揮在軌信號重編程優勢。作戰人員通過用戶設備感知新型導航技術與綜合衛星導航能力，任何天基信號變更都需與用戶端協同。

NTS-3將驗證軟件定義接收機新特性及全系統在軌重編程能力，包括：多模式信號調制、異構數據傳輸、預定參數調整等。未來裝備可接收處理可編程衛星導航信號的軟件定義接收機后，作戰人員將獲得高精度PNT數據與增強型抗干擾抗欺騙防護。GNSSTA軟件架構的經驗將為國防重大計劃奠定基礎，使官兵接入靈活彈性的未來衛星導航體系。

05

NTS衛星作戰流程

1）NTS-3衛星當前僅發射地球覆蓋波束。

2）美軍作戰人員突遭戰區級干擾，立即向指揮部回傳態勢感知數據；

3）地面控制段制定反制方案，隨即上傳指令觸發衛星啟動M編碼信號；

4）衛星激活M編碼信號，受干擾作戰區域通信質量改善；

5）控制段接收反饋：M編碼緩解但未根除威脅，即刻指令衛星部署高功率區域軍用波束；

6）衛星啟動高功率區域軍用波束，干擾威脅被成功壓制；

7）與此同時，新作戰區美軍遭遇戰區級欺騙攻擊，迅速向指揮部回傳態勢數據；

8）控制段制定二次反制方案，指令衛星發射帶認證信號的第二區域軍用波束；

9）衛星部署認證型區域軍用波束，欺騙威脅終被消除。

參考文獻

（1）https://afresearchlab.com/technology/nts-3

（2）https://www.l3harris.com/all-capabilities/navigation-technology-satellite-nts-3

>End

本文轉載自“國際航天愛好者”，原標題《NTS-3，美國首顆靜止軌道導航衛星》。

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