大多数现代技术，包括智能手机，都在 GPS 上运行。但系统可能比您想象的更容易出现故障。美国缺乏备用地理定位技术，这意味着中断或干扰可能是灾难性的。俄罗斯威胁要摧毁GPS卫星，最近有故障的 GPS 信号暂时关闭了达拉斯机场。
值得庆幸的是，公司正在介入以帮助保护 GPS。 NextNav 最近签署了一项协议，使用现有的 LTE 和 5G 网络提供名为 TerraPoiNT 的新技术，作为 GPS 的备份。 “TerraPoiNT 的信号比 GPS 强 100,000 多倍，其信号加密使其更能抵抗干扰和欺骗，”NextNav 的首席执行官 Ganesh Pattabiraman 在接受采访时告诉 Digital Trends。这是一个有趣的统计数据——让我们一瞥我们能够（并且应该）如何保护 GPS。
为什么 GPS 如此重要，又如此脆弱
GPS为手机提供定位、导航、授时服务以及位置服务。它的广泛可用性使其成为工业和基础设施不可或缺的全球公用事业，从电网到 911 紧急服务再到金融交易。但是，帕塔比拉曼说，该系统“非常容易”受到干扰——包括干扰和欺骗。
在 OneSDR 经营射频博客的专业无线电工程师萨姆布朗在接受采访时表示，GPS 通信接收器经常被易于获得且廉价的干扰器干扰。
“干扰器会发出干扰信号接收的信号，因此 GPS 接收器将无法提供位置信息，”他补充说。
在最近的一个例子中，GPS 信号问题导致达拉斯/沃斯堡国际机场的航班停飞。这个问题被追踪到一个神秘的干扰源，并关闭了机场两天。
潜在的外国干涉是另一个问题。俄罗斯吹嘘说它可以摧毁为我们提供全球定位系统的卫星。
Pattabiraman 说：“像重大太阳耀斑或商业卫星损坏这样的事件可能会破坏我们每天依赖的许多基本服务。” “这就是为什么美国联邦政府已经认识到实施 PNT 替代技术以确保 GPS 弹性的重要性，包括通过行政命令“让公共和私营部门参与确定和促进负责任地使用 PNT 服务。”
行业组织 GPS 创新联盟的代理执行董事 Alex Damato 在接受采访时表示，他的组织在备用 GPS 解决方案方面保持技术中立的立场。
然而，他说，GPSIA 同意“实现弹性 PNT 服务的最佳策略是采用多种技术来促进 PNT 功能的多样性。”同样重要的是，备份解决方案能够提供与 GPS 技术相当的功能和性能水平，并且由每个行业部门的 PNT 要求驱动，而不是政府指令。
几十年的问题
GPS 的部分问题源于其作为冷战遗物的设计。 Integrated Roadways 的创始人兼首席执行官蒂姆西尔维斯特在接受采访时说，GPS 专为在没有民用网络的冲突地区的军事用途而设计——发射火箭穿过高层大气 1000 英里或帮助满载飞机的航母穿越海洋。它从未打算帮助在宁静的城市地区为行人和车辆导航。
“这种设计与使用的不匹配意味着 GPS 有几个重大缺陷，例如精度低和延迟高，”西尔维斯特说。这些挑战是来自数千英里外卫星的 GPS 信号的产物，而缺点是无法修复的物理学结果。”
对于新一代自动驾驶汽车， GPS 有其缺点。 GPS 的低精度意味着你不能有效地利用它来知道某人在哪条车道，这在驾驶时是一个大问题，而高延迟意味着你的位置信息在你快速移动时变得更糟，这也是驾驶时的一个大问题，西尔维斯特说。由于 GPS 来自数千英里之外，在高楼林立的城市地区，准确度甚至更差，因为高楼阻挡了不在正确位置的卫星，无法通过建筑物进行传输。
Sylvester 说：“这些限制与将 GPS 用于联网和自动驾驶汽车完全不一致，后者要求在密集的城市地区具有高精度、低延迟和可靠的操作，因为城市地区的交通十分密集。” “就像报纸被在线新闻取代一样，GPS 是一个很好的垫脚石，但现在是时候摆脱它了。事实上，大多数应用程序已经无视 GPS，悄悄地用蓝牙等替代品代替它，但这通常对用户是隐藏的，因为用户关心的是优质服务，而不是他们如何获得服务。”
即将到来的自动驾驶汽车浪潮可能需要更好的定位系统。西尔维斯特说，用于联网和自动驾驶汽车的 GPS 最有前途的替代方案称为 APNT。 PNT 代表“定位、导航、遥测”。根据你问的是谁，“A”可能代表辅助的、增强的、有保证的、替代的或其他近义词。
APNT 内置于本地基础设施中，包括蜂窝天线、蓝牙信标、Wi-Fi 或其他定位、导航和接收车辆遥测的“替代”方式。
“在过去的 15 年里，这些方法是通过结合智能手机组件和现成的通信方法拼凑而成的，虽然它们非常适合在市场街或时代广场漫游的游客试图找到一个不到 30 美元的三明治，但他们的临时性质意味着他们不能依赖自治，”西尔维斯特说。
Integrated Roadways 一直在开发 Smart Pavement，它将 APNT 功能直接构建到道路中，使用高精度路内传感器，并由超低延迟边缘网络支持，“因此，任何升级为 Smart Pavement 的道路都具有所有APNT 功能是联网和自动驾驶车辆所需的功能，这
些车辆内置于道路中，并从头开始设计为可靠、安全、可靠、工业质量的网络，提供下一代移动需求所需的功能，”西尔维斯特说
GPS之后我们去哪里？
NextNav 的系统并不是作为 GPS 备份的唯一选择。 ColdQuanta 研究和安全解决方案副总裁 Max Perez 在接受采访时表示，量子定位系统 (QPS) 有可能替代 GPS。量子特性为定位系统提供动力，与 GPS 不同，QPS 不需要使用外部信号进行持续校准即可运行。
“QPS 只需要知道它的起点就可以发挥作用，并且能够计算出它的行进速度、持续时间以及确定其当前位置的方向，”Perez 说。 “量子定位系统 (QPS) 将在全球范围内增强 GPS，因为它可以显着提高导航安全性。 QPS 的用例包括飞机、潜艇、自动驾驶汽车等的导航。 QPS 优于 GPS 的优势包括准确性、不依赖卫星、室内使用以及不易受到黑客攻击。”
Damato 表示，GPS 行业正在迅速创新，开发使 GPS 更精确、更有弹性的解决方案。这些解决方案包括 GPS 接收器、传送这些 GPS 信号的卫星，以及跟踪和监控 GPS 性能的地面控制部分。
“GPS 星座的重大现代化改造正在进行中，完成后将交付数十颗新卫星，这些卫星的精度和抗干扰能力将大大提高，”他补充说。