美国空军研究实验室加大精确定位、导航和授时技术研发投入

美国空军研究实验室（AFRL）与合作伙伴加强合作，加大新型精确定位/导航/授时（PNT）技术领域研发投入，并计划于2022年/2024年开展各类PNT系统（如量子时钟、惯性设备、射频传感器、磁力计等）的测试工作，推进PNT技术的快速创新发展。

AFRL在太空原子钟研发领域始终处于领先地位。在量子时钟技术研究领域，量子计时功能主要利用对中子、光子、电子和质子的操纵来运行，实现皮秒级高精度计时，最终实现无需依赖GPS系统的战时授时应用需求。这一项目充分契合美国国防部对于PNT技术创新的高优先级任务命令要求。美军认为，对于GPS系统的依赖使美军可能受到GPS干扰/欺骗技术的影响，在战时失去精确定位、导航、授时优势。随着量子时钟技术的发展/应用，可使美军在PNT技术应用领域重新保持作战优势。

从美军研究现状来看，虽然量子时钟系统已实现，但系统尺寸、重量、功率缩减等问题仍需进一步探索。

在PNT技术领域，AFRL还在研发导航技术卫星-3（NTS-3）卫星系统。作为AFRL的一颗PNT试验卫星，NTS-3项目旨在验证新型天基军用PNT体系架构的弹性（检测/减少干扰）/鲁棒性。NTS-3卫星已于2020年通过关键设计审查，预计将在2023年发射到地球同步静止轨道（GEO）进行试验验证。

AFRL表示，NTS-3卫星系统有望成为一种可替代的PNT能力。因为传统GPS系统等同于使用一个时钟进行授时，一旦出现偏差，只能从备份渠道重新同步。但是，NTS-3卫星系统利用三种不同类型的授时设备和计算模型实现最佳基准授时，系统可靠性/精准性更高。

另外，在时间同步应用领域，AFRL还在积极开展量子计算/量子传感器技术研究。新的光学/射频数据链可为武装部队提供精准时间同步服务。该新兴技术可有效支撑美军联合全域指挥控制作战（JADC2）理念，实现美军军事物联网系统（如美国空军“先进作战管理系”统/ABMS、美国陆军“融合计划”/Project Convergence、美国海军“压制计划”/Project Overmatch）中关键PNT同步需求。

围绕时间同步管理需求，AFRL近期与科罗拉多州博尔德的量子技术制造商ColdQuanta公司签订了一项价值75万美元的合同，用于开发高性能微型离子阱系统。该系统满足量子网络、量子计算、量子计量、量子计时等多种量子领域应用需求。

AFRL指出，后续AFRL将在安全通信，精确定时，精确导航和量子计算等多个领域加大投入。据预算报告显示，2020财年~2025财年，AFRL在上述研究领域的投资额将达到1.5亿美元左右。