PNT技术是当今世界大国必争的高技术战略领域，高自主、高安全、高可信的PNT体系是国家重要战略基础设施。卫星导航定位系统是目前应用最广泛的PNT手段，但卫星导航以及其他无线电原理支持下的导航定位易受干扰和遮挡，具有天然的脆弱性。因此，需要解决GNSS无法在室内、深地、深海、深空等场景提供时空信息服务问题。
PNT产品组合包括五个项目：适应性导航系统（ANS）、定位、导航和授时微技术（Micro-PNT）、量子辅助感应和读数系统（QuASAR）、超快激光科学与工程项目（PULSE）、有争议环境中的时空定位项目（STOIC）。
针对卫星导航的脆弱性问题，当前各种辅助和增强系统或者区域替代系统不断涌现，未来独立于GNSS的PNT新技术还会不断涌现。
卫星导航增强系统包含地基增强系统 GBAS （Ground-Based Augmentation Systems）和星基增强系统SBAS（Satellite-Based Augmentation System）。
地基增强系统 GBAS指通过在地面建设地基增强站，依托这些站点和通讯网络，播发地面基准站的差分数据给各类需要高精度定位的终端，辅助终端通过RTK算法获得高精度定位。星基增强系统SBAS指通过在地面（因为空中和海上无法实现）建设星基增强站，依托这些站点和搭载卫星导航信号转发器的地球静止轨道卫星（GEO）卫星，来向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等误差修正信息，实现对原有卫星导航系统定位精度的改进。
北斗地基增强系统就是由中国兵器工业集团和阿里巴巴集团共同打造，于2018年基本建成的千寻，为用户提供广域实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度。
北斗星基增强系统（BDSBAS ）的空间星座由 3 颗播发增强服务信号的 BDS GEO 卫星构成，分别定点于东经 80°、110.5°和 140°，对应的 GPS L5 伪随机噪声（PRN）码分别为 144、143 和 130。BDSBAS 的坐标基准为 BDCS。注：BDCS 与 WGS-84 之间偏差不大于 3 cm。BDSBAS 双频增强服务的网络时间系统（SNTDFMC）与 BDT 保持同步，与 BDT 之间的偏差不大于 50 ns。
2019年发布的RNSS（Radio Navigation Satellite System）服务B2b信号就是此类，服务精度方面，B2b空间信号精度优于0.5米；全球定位精度将优于10米，测速精度优于0.2米/秒，授时精度优于20纳秒；亚太地区定位精度将优于5米，测速精度优于0.1米/秒，授时精度优于10纳秒。
优化配置各类可用时空信息源和多种PNT技术手段，构建更加泛在、更加融合、更加智能、更加安全的新一代综合PNT体系已得到世界各国和学术界的广泛关注。数量庞大、种类繁多的PNT系统无序发展，势必造成重复研究、资源浪费、各种PNT系统和装备之间无法兼容等一系列问题。
美国于2008年提出国家PNT体系架构，并计划在2025年前后构建国家新一代PNT 体系，保障国家PNT体系的坚韧性(National Security Space Office，2008)。同时，美国开始研发基于不同物理技术、不同原理和新计算理论的PNT新技术。
美国国家定位、导航和授时（PNT）架构研究的最终报告，发布于2008年9月。报告由国防部网络与信息整合助理部长和交通部政策副部长共同赞助，旨在为2025年及以后提供更有效和高效的PNT能力，并为政府提供的系统和服务提供演变路径。报告的核心内容通过结构化过程，识别并描述三种PNT架构：“现状”架构、“演变基线”架构和“应有”架构,提出美国在PNT领域保持领导地位的愿景，并采用“最大公约数”战略，通过标准化解决方案满足大多数用户需求。
架构向量:
1）多种现象学：利用多种物理现象（如不同射频和惯性传感器）确保PNT的稳健可用性。
2）可互换解决方案：提供灵活的PNT解决方案，以满足用户需求，无论数据源如何。
3）PNT与通信的协同：利用通信网络作为PNT数据源，而不仅仅是数据通道。
4）合作组织结构：促进跨机构协调与合作，确保信息共享。
推荐措施:
1）维护GPS作为架构的核心：推动GPS现代化，减少对外部增强系统的依赖。
2）监测PNT信号：确保服务水平，观察环境影响，检测异常和干扰。
3）发展国家方法以保护军事PNT优势：审查PNT能力出口控制。
4）促进多种现象学和可互换解决方案：鼓励开发和使用多种数据源和路径的设备。
5）融合PNT与通信：识别和评估PNT与通信融合的方法、标准和潜在能力。
近年来，美国国防部和交通部联合几十家科研院校及企业，开展微型PNT、量子PNT、深海PNT等一系列研究项目，其核心是建立独立于GNSS的新机理的PNT技术。截至2018年，美国已初步具备了不依赖GPS的对抗环境下高性能 PNT服务能力。
2015年，美国DARPA发布了为期四年的“深海导航定位系统(POSYDON)项目，在海底布放类似于GPS卫星的水下声源，用户通过测量与多个声源之间的距离，得到连续、精确的定位,该项目不需要GPS，并有望取代昂贵的惯性导航定位系统，将为美国水下人平台提供高效的海洋导航定位服务。2016年，俄罗斯率先完成了新型水下导航定位系统的研制，并在2018年对系统进行了部署和试运行。值得指出的是，我国科学技术部在2017年也启动了深海定位导航研究计划，并且已经取得重要研究进展。
DARPA的使命与目标
使命：自1958年成立以来，DARPA致力于预防和创造战略上的惊喜，专注于高风险、高回报的研发项目，以支持国家安全。
目标：实现无需GPS即可达到GPS级别的定时和定位性能，消除对GPS的单一依赖，提供冗余能力和可适应的架构，基于所有可用数据源提供最佳PNT解决方案。
PNT技术的发展方向
全源导航：结合多种传感器和数据源，如GPS、惯性测量单元（IMU）、光学/红外成像、合成孔径雷达（SAR）等，实现更全面的导航能力。
可适应的导航传感器和系统：采用即插即用架构和最优解算法，整合全球导航卫星系统（如GPS、GLONASS等）、惯性传感器（如iFOG、RLG、MEMS等）、时钟（如铯束、铷振荡器等）以及其他传感器（如摄像头、皮托管、气压计等）。
DARPA的PNT项目
目标：实现“PNT无处不在”，即每个设备都能在任何时候知道其位置和时间。
具体目标：在1小时内实现20米和1微秒的无辅助导航和定时误差，目标是将设备尺寸减小到10 mm³，重量减小到2克，功耗减小到1瓦。
时钟和传感器技术
时钟技术：包括QuASAR、IMPACT、TIMU等项目，旨在开发更小、更准确的时钟，以支持通信、ISR、电子战等领域。
加速度计和陀螺仪技术：DARPA正在开发更小、更精确的加速度计和陀螺仪，如HiDRA、PASCAL、MRIG等，以提高导航精度和可靠性。
技术挑战与进展
陀螺仪技术：面临性能、带宽、校准漂移和温度敏感性等挑战。原子陀螺仪和光学陀螺仪是未来导航的候选技术，但目前仍需解决成本和尺寸等问题
校准技术：PASCAL项目旨在实现具有芯片级校准的MEMS惯性传感器，以解决长期漂移问题。
集成技术：TIMU项目的目标是开发完全集成的6轴IMU，以实现极低的CSWaP（成本、尺寸、重量和功耗）。
未来展望
冷原子微系统（CAMS）：旨在开发低CSWaP的原子波长激光器、光学隔离器、快门、真空细胞等，以实现冷原子传感器的实际部署。
实现泛在的全域无缝连续导航定位，是综合PNT体系建设的另一核心目标。小型化、低功耗和深度集成的综合PNT终端已成为PNT技术竞争的制高点。美国自2002年先后启动了9个微PNT项目，包括芯片级原子钟、微陀螺、微惯导等。2011年，有学者在《GPS世界》(GPS World)撰文称“微技术时代已经到来”。近年来，美国罗克韦尔(Rockwell)、Orolia等公司在GNSS/INS深耦合、弹性PNT终端设备、GNSS/惯性/时钟共性组件以及即插即用组件终端等方面取得重要突破。
参考文献：
海洋大地测量基准与水下导航_中国科学院_2022.06
走向深海，发展自立自强的海底大地测量基准_鲍李峰_2023.09
海底大地基准网建设及其关键技术_杨元喜_2020
构建海底信息网技术分析_宋德枢_2024.01
应用于海洋物联网的水声通信技术发展综述_瞿逢重_2023.11
海底大地基准建设技术及其研究进展_刘焱雄_2022.10
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1588051197909550388
http://www.beidou.gov.cn/zy/kpyd/201710/t20171011_4576.html
https://blog.csdn.net/qq_45767140/article/details/127155142
北斗星基增强系统空间信号接口规范双频增强服务信号 BDSBAS-B2a
http://www.beidou.gov.cn/yw/xwzx/202001/t20200110_19913.html
National Positioning, Navigation, and Timing Architecture Study Final Report 2008_09
http://www.beidou.gov.cn/zy/kpyd/201710/t20171011_4737.html
Micro-Technology for Positioning, Navigation, and Timing Towards PNT Everywhere and Always 2014_10
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