จีไอจี บล็อก III

ภาพจำลองของดาวเทียม GPS Block III ในวงโคจร
ผู้ผลิต	ล็อกฮีด มาร์ติน
ประเทศต้นกำเนิด	สหรัฐอเมริกา
ผู้ปฏิบัติงาน	กองทัพอวกาศสหรัฐฯ
แอปพลิเคชัน	ดาวเทียมนำทาง
ข้อกำหนด
รสบัส	ล็อกฮีด มาร์ติน A2100เอ็ม
ปล่อยมวล	3,880 กก. (8,550 ปอนด์) [ 1 ]
มวลแห้ง	2,269 กิโลกรัม (5,002 ปอนด์)
พลัง	4480 วัตต์ (สิ้นสุดอายุการใช้งาน)
แบตเตอรี่	แบตเตอรี่นิกเกล-ไฮโดรเจน
ระบอบการปกครอง	วงโคจร กึ่งซิงโครนัสระดับกลางของโลก
ออกแบบชีวิต	15 ปี (ตามแผน)
การผลิต
สถานะ	การผลิตเสร็จสมบูรณ์
สร้าง	10 [ 2 ]
เปิดตัว	10
การดำเนินงาน	9 [ 3 ]
การเปิดตัวครั้งแรก	23 ธันวาคม 2018 [ 4 ]
การเปิดตัวครั้งล่าสุด	21 เมษายน 2569
ยานอวกาศที่เกี่ยวข้อง
มาจาก	บล็อก GPS IIF
←  บล็อก GPS IIF GPS บล็อก IIIF →

GPS Block III (เดิมคือBlock IIIA ) ประกอบด้วยดาวเทียม GPS III สิบดวงแรก ซึ่งใช้ในการรักษาการทำงานของระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก Navstar Lockheed Martinออกแบบ พัฒนา และผลิต GPS III Non-Flight Satellite Testbed (GNST) และดาวเทียม Block III ทั้งสิบดวง^{[ 5 ]}ดาวเทียมดวงแรกในชุดนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนธันวาคม 2018 ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ของสหรัฐอเมริกาบรรลุขีดความสามารถในการปฏิบัติงานเต็มรูปแบบเมื่อวันที่ 17 กรกฎาคม พ.ศ. 2538 ^{[ 9 ]}ซึ่งบรรลุเป้าหมายการออกแบบเดิม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการใหม่ๆ ของระบบที่มีอยู่ทำให้เกิดความพยายามในการปรับปรุงระบบ GPS ให้ทันสมัย ​​ในปี พ.ศ. 2543 รัฐสภาสหรัฐฯ ได้อนุมัติความพยายามดังกล่าว ซึ่งเรียกว่าGPS III

โครงการนี้เกี่ยวข้องกับสถานีภาคพื้นดินและดาวเทียมใหม่ พร้อมสัญญาณนำทางเพิ่มเติมสำหรับทั้งผู้ใช้พลเรือนและทางทหาร โดยมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงความแม่นยำและความพร้อมใช้งานสำหรับผู้ใช้ทุกฝ่าย

Raytheonได้รับสัญญาระบบควบคุมการปฏิบัติงาน GPS รุ่นต่อไป (OCX) เมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2553 ^{[ 10 ]}

ดาวเทียมดวงแรกในชุดนี้คาดว่าจะปล่อยในปี 2014 ^{[ 11 ]}แต่ความล่าช้าอย่างมาก^{[ 12 ]}ทำให้การปล่อยเลื่อนไปเป็นเดือนธันวาคม 2018 ^{[ 6 ] [ 13 ]}การปล่อยครั้งที่สิบและครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นในวันที่ 21 เมษายน 2026 ซึ่งใช้เวลาน้อยกว่า 8 ปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์^{[ 14 ] [ 15 ]}

ในขณะที่ยังคงใช้รูปแบบการตั้งชื่อดาวเทียมแบบเดิมในการใช้งานอย่างเป็นทางการศูนย์ระบบอวกาศและขีปนาวุธของกองทัพอวกาศสหรัฐฯ ก็เริ่มตั้งชื่อดาวเทียม Block III แต่ละดวงอย่างไม่เป็นทางการตามชื่อนักสำรวจที่มีชื่อเสียง ^{[ 16 ]}

ดาวเทียม Block III ใช้ โครงสร้าง บัสดาวเทียมA2100M ของ Lockheed Martin ถังเชื้อเพลิงและถังแรงดันผลิตโดยOrbital ATKจากวัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง^{[ 17 ]}ดาวเทียมแต่ละดวงจะบรรทุกเสาอากาศ JIB ที่สามารถกางออกได้แปดเสา ซึ่งออกแบบและผลิตโดย Northrop Grumman Astro Aerospace ^{[ 18 ]}

การปล่อยดาวเทียมดวงแรกซึ่งล่าช้ากว่ากำหนดในปี 2014 อย่างมาก^{[ 11 ]}เมื่อวันที่ 27 เมษายน 2016 SpaceXในเมืองฮอว์ธอร์น รัฐแคลิฟอร์เนียได้รับสัญญาราคาคงที่มูลค่า 82.7 ล้านดอลลาร์สหรัฐ สำหรับบริการปล่อยดาวเทียม GPS III ไปยังวงโคจรที่ตั้งใจไว้ สัญญานี้รวมถึงการผลิตยานปล่อย การบูรณาการภารกิจ และการปฏิบัติการปล่อยสำหรับภารกิจ GPS III ซึ่งจะดำเนินการในเมืองฮอว์ธอร์น รัฐแคลิฟอร์เนียสถานีฐานทัพอากาศเคปคานาเวรัล รัฐฟลอริดาและเมืองแมคเกรเกอร์ รัฐเท็กซัส [ ^{19 ] ใน}เดือนธันวาคม 2016 ผู้อำนวยการกองอำนวยการระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ประกาศว่าดาวเทียมดวงแรกจะถูกปล่อยในฤดูใบไม้ผลิปี 2018 ^{[ 20 ]}ในเดือนมีนาคม 2017 สำนักงานบัญชีทั่วไปของสหรัฐฯ ระบุว่า "ปัญหาทางเทคนิคทั้งกับดาวเทียม GPS III และระบบควบคุมและตรวจสอบการปล่อย OCX Block 0 ได้รวมกันทำให้กำหนดการปล่อยดาวเทียม GPS III ดวงแรกในเดือนมีนาคม 2018 มีความเสี่ยง" ^{[ 21 ]}ความล่าช้าเกิดจากหลายปัจจัย โดยส่วนใหญ่เกิดจากปัญหาที่พบในอุปกรณ์นำทาง^{[ 12 ] [ 22 ]}ความล่าช้าในการปล่อยดาวเทียมเพิ่มเติมเกิดจากความจำเป็นในการทดสอบและตรวจสอบเพิ่มเติมของ จรวด SpaceX Falcon 9ซึ่งในที่สุดก็ปล่อยดาวเทียมในวันที่ 23 ธันวาคม 2018 ^{[ 23 ] [ 24 ]}ในวันที่ 22 สิงหาคม 2019 ดาวเทียม GPS III ดวงที่สองถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวดDelta IV ^{[ 25 ]}

เมื่อวันที่ 21 กันยายน 2016 กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้ใช้สิทธิตามสัญญามูลค่า 395 ล้านดอลลาร์สหรัฐกับล็อกฮีดมาร์ตินสำหรับยานอวกาศบล็อก III ลำที่เก้าและสิบ ซึ่งคาดว่าจะพร้อมสำหรับการปล่อยขึ้นสู่อวกาศภายในปี 2022 ^{[ 26 ]}

ดาวเทียม GPS Block III ทั้ง 10 ดวงได้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศแล้ว โดย 9 ดวงใช้งานได้แล้ว และอีก 1 ดวงอยู่ระหว่างการทดสอบระบบหลังการปล่อย

หนึ่งในประกาศแรกๆ คือการเพิ่มสัญญาณสำหรับพลเรือนใหม่ที่จะส่งผ่านความถี่อื่นที่ไม่ใช่ความถี่ L1 ที่ใช้สำหรับสัญญาณ GPS Coarse Acquisition (C/A) ที่มีอยู่เดิม ในที่สุด สัญญาณนี้ก็กลายเป็นที่รู้จักในชื่อสัญญาณ L2C เนื่องจากมีการออกอากาศที่ความถี่ L2 (1227.6 MHz) สามารถส่งได้โดยดาวเทียม Block IIR-M และดาวเทียมรุ่นต่อๆ ไปทั้งหมด แผนเดิมระบุว่าจนกว่าระบบ OCX (Block 1) ใหม่จะพร้อมใช้งาน สัญญาณจะประกอบด้วยข้อความเริ่มต้น ("Type 0") ที่ไม่มีข้อมูลการนำทาง^{[ 49 ]} OCX Block 1 พร้อมข้อมูลการนำทาง L2C มีกำหนดจะเริ่มใช้งานในเดือนกุมภาพันธ์ 2016 ^{[ 50 ] [ 51 ]}แต่ถูกเลื่อนออกไปจนถึงปี 2022 หรือหลังจากนั้น^{[ 52 ]}

เนื่องจากความล่าช้าของ OCX สัญญาณ L2C จึงถูกแยกออกจากตารางการใช้งาน OCX ดาวเทียมทั้งหมดที่สามารถส่งสัญญาณ L2C ได้ (ดาวเทียม GPS ทั้งหมดที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศตั้งแต่ปี 2005) เริ่มออกอากาศข้อความนำทางพลเรือนก่อนการใช้งาน (CNAV) ในเดือนเมษายน 2014 และในเดือนธันวาคม 2014 กองทัพอากาศสหรัฐฯ เริ่มส่งข้อมูล CNAV ทุกวัน^{[ 49 ] [ 53 ]}ณ เดือนตุลาคม 2017 มีการออกอากาศ L2C จากดาวเทียม 19 ดวง และภายในเดือนมิถุนายน 2022 มีดาวเทียม 24 ดวงที่ออกอากาศสัญญาณนี้^{[ 49 ]}สัญญาณ L2C ยังคงอยู่ในสถานะก่อนการใช้งาน โดยมียานอวกาศที่ออกอากาศ 25 ลำในเดือนธันวาคม 2025 ^{[ 54 ]}สัญญาณ L2C มีหน้าที่ในการปรับปรุงความแม่นยำในการนำทาง ให้สัญญาณที่ติดตามได้ง่าย และทำหน้าที่เป็นสัญญาณสำรองในกรณีที่มีการรบกวนในพื้นที่

ผลโดยตรงของการส่งสัญญาณความถี่พลเรือนสองความถี่จากดาวเทียมดวงเดียว คือ ความสามารถในการวัดและขจัดข้อผิดพลาดจากความล่าช้าของชั้นบรรยากาศ ไอโอโนสเฟียร์สำหรับดาวเทียมดวงนั้นได้โดยตรง หากไม่มีการวัดดังกล่าว เครื่องรับ GPS จะต้องใช้แบบจำลองทั่วไปหรือรับการแก้ไขค่าความล่าช้าของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์จากแหล่งอื่น (เช่น ระบบเสริมความแม่นยำโดยใช้ดาวเทียม ) ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของดาวเทียม GPS และเครื่องรับ GPS ทำให้ความล่าช้าของชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์เป็นแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดในสัญญาณ C/A เครื่องรับที่สามารถทำการวัดนี้ได้เรียกว่าเครื่องรับความถี่คู่ คุณลักษณะทางเทคนิคของเครื่องรับความถี่คู่มีดังนี้:

• L2C ประกอบด้วยลำดับ PRN สองลำดับที่แตกต่างกัน:
  • CM (ย่อมาจาก Civilian Moderate length code) มีความยาว 10,230 บิต และมีการทำซ้ำทุกๆ 20 มิลลิวินาที
  • CL (ย่อมาจาก Civilian Long Length Code) คือรหัสความยาวยาวสำหรับพลเรือน มีขนาด 767,250 บิต และมีการทำซ้ำทุกๆ 1,500 มิลลิวินาที (หรือทุกๆ 1.5 วินาที)
  • แต่ละสัญญาณถูกส่งด้วยความเร็ว 511,500 บิตต่อวินาที ( bit/s ) อย่างไรก็ตาม สัญญาณเหล่านั้นจะถูกมัลติเพล็กซ์เพื่อสร้างสัญญาณที่มีความเร็ว 1,023,000 บิตต่อวินาที
• CM เป็นสัญญาณที่ถูกมอดูเลตด้วยข้อความนำทาง 25 บิต/วินาที พร้อมระบบแก้ไขข้อผิดพลาดล่วงหน้าในขณะที่ CL ไม่มีข้อมูลมอดูเลตเพิ่มเติมใดๆ
• ลำดับ CL ที่ยาวและไม่มีข้อมูล ให้การป้องกันความสัมพันธ์ที่มากกว่า L1 C/A ประมาณ 24 dB (แข็งแกร่งกว่าประมาณ 250 เท่า)
• คุณลักษณะของสัญญาณ L2C ให้การกู้คืนข้อมูลที่ดีกว่า L1 C/A ถึง 2.7 dB และการติดตามคลื่นพาหะที่ดีกว่า 0.7 dB
• กำลังส่งของสัญญาณ L2C อ่อนกว่าสัญญาณ L1 C/A อยู่ 2.3 dB
• ในการใช้งานความถี่เดียว L2C มีข้อผิดพลาดจากชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์มากกว่า L1 ถึง 65%

มีการกำหนดไว้ใน IS-GPS-200 ^{[ 55 ]}

องค์ประกอบสำคัญของการปรับปรุงให้ทันสมัยคือ สัญญาณทางทหารแบบใหม่ที่เรียกว่า รหัส M ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันการรบกวนและการเข้าถึงสัญญาณ GPS ทางทหารอย่างปลอดภัยยิ่งขึ้น รหัส M ถูกส่งในความถี่ L1 และ L2 เดียวกันกับที่ใช้โดยรหัสทางทหารแบบเดิม คือ รหัส P(Y) สัญญาณใหม่นี้ได้รับการปรับแต่งให้พลังงานส่วนใหญ่อยู่ที่ขอบ (ห่างจากคลื่นพาหะ P(Y) และ C/A ที่มีอยู่เดิม) แตกต่างจากรหัส P(Y) รหัส M ได้รับการออกแบบให้เป็นอิสระ หมายความว่าผู้ใช้สามารถคำนวณตำแหน่งของตนได้โดยใช้เพียงสัญญาณรหัส M เท่านั้น โดยปกติแล้ว เครื่องรับสัญญาณรหัส P(Y) จะต้องล็อกสัญญาณกับรหัส C/A ก่อน จากนั้นจึงเปลี่ยนไปล็อกสัญญาณกับรหัส P(Y)

นับเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญจากระบบ GPS รุ่นก่อนๆ ที่รหัส M ถูกส่งออกมาจากเสาอากาศทิศทาง ที่มีกำลังขยายสูง นอกเหนือจากเสาอากาศมุมกว้าง (ครอบคลุมโลกทั้งใบ) สัญญาณจากเสาอากาศทิศทางนี้ เรียกว่า ลำแสงเฉพาะจุด ( spot beam ) มีเป้าหมายที่จะส่งไปยังพื้นที่เฉพาะ (เช่น ในเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยกิโลเมตร) และเพิ่มความแรงของสัญญาณในพื้นที่นั้นขึ้น 20 dB (ความแรงของสนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 10 เท่า กำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 100 เท่า) ผลข้างเคียงของการมีเสาอากาศสองตัวคือ สำหรับเครื่องรับที่อยู่ในลำแสงเฉพาะจุดนั้น ดาวเทียม GPS จะปรากฏเป็นสัญญาณ GPS สองสัญญาณที่อยู่ในตำแหน่งเดียวกัน

แม้ว่าสัญญาณ M-code ที่ครอบคลุมทั้งโลกจะพร้อมใช้งานบนดาวเทียม Block IIR-M แต่เสาอากาศแบบลำแสงเฉพาะจุดจะไม่สามารถใช้งานได้จนกว่าจะมีการติดตั้งดาวเทียม Block III เช่นเดียวกับสัญญาณ GPS ใหม่ตัวอื่นๆ M-code ขึ้นอยู่กับ OCX โดยเฉพาะ Block 2 ซึ่งมีกำหนดจะเริ่มให้บริการในเดือนตุลาคม 2559 ^{[ 51 ] [ 56 ]}แต่ถูกเลื่อนออกไปจนถึงปี 2565 ^{[ 57 ]}และวันที่เริ่มต้นนั้นไม่ได้สะท้อนถึงความล่าช้าในการปล่อยดาวเทียมดวงแรกสองปีตามที่ GAO คาดการณ์ไว้^{[ 58 ] [ 59 ]}

ลักษณะอื่นๆ ของรหัส M ได้แก่:

• ดาวเทียมจะส่งสัญญาณสองแบบที่แตกต่างกันจากเสาอากาศสองต้น: ต้นหนึ่งครอบคลุมพื้นที่โลกทั้งหมด อีกต้นหนึ่งเป็นลำแสงเฉพาะจุด
• การมอดูเลชั่ นคลื่นพาหะแบบออฟเซ็ตไบนารี
• ใช้ แบนด์วิดท์24 เมกะ เฮิร์ตซ์
• ระบบนี้ใช้ข้อความนำทาง MNAV รูปแบบใหม่ ซึ่งถูกแบ่งเป็นแพ็กเก็ตแทนที่จะเป็นเฟรม ทำให้สามารถบรรจุข้อมูลได้อย่างยืดหยุ่น
• มีช่องสัญญาณข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสี่ช่อง โดยสามารถส่งข้อมูลที่แตกต่างกันได้ในแต่ละความถี่และแต่ละเสาอากาศ
• ซึ่งอาจรวมถึงFECและการตรวจจับข้อผิดพลาด
• ลำแสงเฉพาะจุดมีกำลังมากกว่าลำแสงที่ครอบคลุมทั่วโลกประมาณ 20 เดซิเบล
• สัญญาณ M-code ที่พื้นผิวโลก: –158 dBWสำหรับเสาอากาศรับสัญญาณทั่วโลก, –138 dBW สำหรับเสาอากาศรับสัญญาณเฉพาะจุด

สัญญาณ "ความปลอดภัยในชีวิต" (Safety of Life) เป็นสัญญาณสำหรับพลเรือนที่ออกอากาศทางความถี่ L5 (1176.45 MHz) ในปี 2552 ดาวเทียม WAASได้ส่งสัญญาณทดสอบ L5 ครั้งแรก ดาวเทียม SVN-62ซึ่งเป็นดาวเทียม GPS บล็อก IIF ดวงแรก ได้ออกอากาศสัญญาณ L5 อย่างต่อเนื่องตั้งแต่วันที่ 28 มิถุนายน 2553

เนื่องจากความล่าช้าของกำหนดการในส่วนควบคุม GPS III สัญญาณ L5 จึงถูกแยกออกจากกำหนดการการใช้งาน OCX ดาวเทียมทั้งหมดที่สามารถส่งสัญญาณ L5 ได้ (ดาวเทียม GPS ทั้งหมดที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2010) ^{[ 60 ]}เริ่มออกอากาศข้อความการนำทางพลเรือนก่อนปฏิบัติการ (CNAV) ในเดือนเมษายน 2014 และในเดือนธันวาคม 2014 กองทัพอากาศเริ่มส่งข้อมูล CNAV ทุกวัน^{[ 61 ]}สัญญาณ L5 จะถือว่าใช้งานได้อย่างเต็มที่เมื่อมียานอวกาศอย่างน้อย 24 ลำออกอากาศสัญญาณ ซึ่งปัจจุบันคาดว่าจะเกิดขึ้นในปี 2027 ^{[ 60 ]}

ณ วันที่ 10 กรกฎาคม 2566 L5 กำลังออกอากาศจากดาวเทียม 17 ดวง หลังจากการลบบล็อก IIF, SVN-63 ^{[ 62 ]}

• ปรับปรุงโครงสร้างสัญญาณเพื่อประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น
• กำลังส่งสูงกว่าสัญญาณ L1 หรือ L2C (~3 dB หรือแรงกว่าสองเท่า)
• แบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการประมวลผลเพิ่มขึ้นถึง 10 เท่า
• รหัสการแพร่กระจายที่ยาวขึ้น (ยาวกว่าที่ใช้ในรหัส C/A ถึง 10 เท่า)
• ตั้งอยู่ใน ย่าน ความถี่วิทยุนำทางการบินซึ่งเป็นย่านความถี่ที่สามารถใช้งานได้ทั่วโลก

WRC-2000 ได้เพิ่มส่วนประกอบสัญญาณอวกาศลงในแถบความถี่การบินนี้ เพื่อให้ชุมชนการบินสามารถจัดการการรบกวน L5 ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า L2 โดยมีการกำหนดไว้ใน IS-GPS-705 ^{[ 63 ]}

L1C เป็นสัญญาณสำหรับพลเรือนที่จะออกอากาศในความถี่ L1 เดียวกัน (1575.42 MHz) กับสัญญาณ C/A ที่ผู้ใช้ GPS ทุกรายในปัจจุบันใช้

การออกอากาศ L1C เริ่มขึ้นเมื่อ GPS III Control Segment (OCX) Block 1 สามารถใช้งานได้ ซึ่งกำหนดไว้ในปี 2022 ^{[ 52 ] [ 20 ]}สัญญาณ L1C ​​จะถึงสถานะการทำงานเต็มรูปแบบเมื่อมีการออกอากาศจากดาวเทียม GPS Block III อย่างน้อย 24 ดวง ซึ่งคาดการณ์ไว้ในช่วงปลายทศวรรษ 2020 ^{[ 64 ]}

• การดำเนินการจะจัดเตรียมโค้ด C/A เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้กับเวอร์ชันก่อนหน้า
• รับประกันว่ากำลังไฟฟ้าขั้นต่ำตามมาตรฐาน C/A จะเพิ่มขึ้น 1.5 dB เพื่อลดระดับเสียงรบกวนที่อาจเกิดขึ้น
• ส่วนประกอบสัญญาณที่ไม่ใช่ข้อมูลประกอบด้วยคลื่นพาหะนำร่องเพื่อปรับปรุงการติดตาม
• ช่วยให้การทำงานร่วมกันระหว่างพลเรือนกับระบบ Galileo L1 มีประสิทธิภาพมากขึ้น

มีการกำหนดไว้ใน IS-GPS-800 ^{[ 65 ]}

กำลังส่งสัญญาณที่พื้นผิวโลกเพิ่มสูงขึ้น:

• รหัส M: −158 dBW / −138 dBW
• L1 และ L2: −157 dBW สำหรับสัญญาณรหัส C/A และ −160 dBW สำหรับสัญญาณรหัส P(Y)
• L5 จะมีค่าเท่ากับ −154 dBW

นักวิจัยจากThe Aerospace Corporationยืนยันว่าวิธีการที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการสร้างสัญญาณ M-code กำลังสูงจะต้องละทิ้งการครอบคลุมทั่วโลก ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสัญญาณดาวน์ลิงก์ของผู้ใช้ทั้งหมดจนถึงจุดนั้น แทนที่จะเป็นเช่นนั้น จะใช้เสาอากาศที่มีอัตราขยายสูงเพื่อสร้างลำแสงเฉพาะจุดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยกิโลเมตร เดิมที ข้อเสนอนี้ถือเป็นการปรับปรุงเพิ่มเติมสำหรับดาวเทียม Block IIF ที่วางแผนไว้ เมื่อตรวจสอบอย่างละเอียด ผู้จัดการโครงการตระหนักว่าการเพิ่มเสาอากาศแบบพับได้ขนาดใหญ่ รวมกับการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในส่วนควบคุมการปฏิบัติงาน ถือเป็นความท้าทายที่มากเกินไปสำหรับการออกแบบระบบที่มีอยู่ ณ ขณะนั้น^{[ 66 ]}

• NASA ได้ร้องขอให้ดาวเทียม Block III ติดตั้งตัวสะท้อนแสงเลเซอร์^{[ 67 ]}ซึ่งช่วยให้สามารถติดตามวงโคจรของดาวเทียมได้โดยไม่ขึ้นกับสัญญาณวิทยุ ซึ่งช่วยให้สามารถแยกข้อผิดพลาดของนาฬิกาดาวเทียมออกจาก ข้อผิดพลาด ของปฏิทินดาราศาสตร์ได้ คุณสมบัติมาตรฐานของGLONASS นี้ จะถูกรวมอยู่ในระบบกำหนดตำแหน่ง Galileoและถูกรวมไว้เป็นการทดลองในดาวเทียม GPS รุ่นเก่าสองดวง (ดาวเทียม 35 และ 36) ^{[ 68 ]}ดาวเทียมเหล่านี้จะถูกรวมอยู่ในดาวเทียม Block IIIF ^{[ 69 ]}ต่อมาได้มีการติดตั้งใน SV 09 และ 10 ^{[ 70 ]}

• กองทัพอากาศสหรัฐฯกำลังทำงานร่วมกับNASAเพื่อเพิ่มระบบดาวเทียมแจ้งเตือนเหตุฉุกเฉิน ( DASS ) ลงใน ดาวเทียม GPS III รุ่นที่สอง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบค้นหาและกู้ภัยMEOSAR ^{[ 71 ]}

SV10 จะบรรทุกเทอร์มินัลการสื่อสารด้วยแสงที่พัฒนาโดย Tesat-Spacecom ผู้ผลิตด้านอวกาศของเยอรมนี หากเทคโนโลยีนี้ประสบความสำเร็จ จะช่วยเพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพของระบบนำทางที่ผู้คนหลายพันล้านคนทั่วโลกใช้^{[ 72 ]}

ส่วนควบคุมการปฏิบัติงาน (OCS) ของ GPS ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายศูนย์ปฏิบัติการดาวเทียม เสาอากาศภาคพื้นดิน และสถานีตรวจสอบทั่วโลก ให้ความสามารถในการสั่งการและควบคุม (C2) สำหรับดาวเทียม GPS Block II ^{[ 73 ]}การอัปเดตล่าสุดของ GPS OCS คือ Architectural Evolution Plan 7.5 ซึ่งได้รับการยอมรับในการปฏิบัติงานในปี 2019 ^{[ 74 ]}

ในปี 2553 กองทัพอากาศสหรัฐฯประกาศแผนการพัฒนาระบบควบคุมที่ทันสมัย ​​ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของโครงการปรับปรุง GPS ให้ทันสมัย ​​OCS จะยังคงทำหน้าที่เป็นระบบควบคุมภาคพื้นดินหลักต่อไปจนกว่าระบบใหม่ Next Generation GPS Operational Control System (OCX) จะได้รับการพัฒนาและใช้งานได้อย่างสมบูรณ์^{[ 75 ]}

คุณสมบัติ OCX กำลังถูกส่งมอบให้กับกองทัพอากาศสหรัฐฯ ในสามขั้นตอนแยกกัน ซึ่งเรียกว่า "บล็อก" ^{[ 76 ]}บล็อก OCX มีหมายเลขตั้งแต่ศูนย์ถึงสอง โดยแต่ละบล็อกที่ส่งมอบจะทำให้ OCX มีฟังก์ชันการทำงานเพิ่มเติม

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2559 กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้แจ้งต่อสภาคองเกรสอย่างเป็นทางการว่าต้นทุนโครงการ OCX ที่คาดการณ์ไว้ได้เพิ่มสูงขึ้นกว่า 4.25 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งเกินกว่าประมาณการต้นทุนพื้นฐานที่ 3.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ถึง 25% หรือที่รู้จักกันในชื่อ การละเมิด Nunn-McCurdy ที่สำคัญ ปัจจัยที่นำไปสู่การละเมิดดังกล่าว ได้แก่ "การออกแบบระบบที่ไม่เพียงพอเมื่อเริ่มโครงการ" และ "ความซับซ้อนของข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ใน OCX" ^{[ 77 ]}ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2559 กระทรวงกลาโหมได้ให้การรับรองโครงการอย่างเป็นทางการ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จำเป็นเพื่อให้การพัฒนาสามารถดำเนินต่อไปได้หลังจากเกิดการละเมิดที่สำคัญ^{[ 78 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2564 การติดตั้งสถานีตรวจสอบ OCX ทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์แล้ว^{[ 79 ]}คาดว่าสถานีตรวจสอบ OCX จะเริ่มดำเนินการใน "ต้นปี พ.ศ. 2566" และกองทัพอวกาศสหรัฐฯ หวังว่าจะดำเนินการยอมรับการใช้งาน OCX ทั้งหมดให้เสร็จสมบูรณ์ในปี พ.ศ. 2560 ^{[ 79 ]}

เมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 2569 โครงการดังกล่าวถูกยกเลิกอย่างเป็นทางการโดยผู้บริหารการจัดซื้อจัดจ้างด้านกลาโหมของเพนตากอน เหตุผลที่ให้คือปัญหาของโครงการนั้น "พิสูจน์แล้วว่าไม่สามารถแก้ไขได้" และต้นทุนที่คาดการณ์ไว้ได้เพิ่มขึ้นจนเกือบเท่ากับต้นทุนของฝูงดาวเทียม GPS เอง ซึ่งอยู่ที่เกือบ 8 พันล้านดอลลาร์กองทัพอวกาศจะปรับปรุงระบบควบคุมเดิมแทน^{[ 80 ]}

OCX Block 0 จัดเตรียมชุดย่อยขั้นต่ำของความสามารถ OCX เต็มรูปแบบที่จำเป็นเพื่อรองรับการปล่อยและการตรวจสอบยานอวกาศในช่วงเริ่มต้นบนวงโคจรของยานอวกาศ GPS III ^{[ 20 ]}

บล็อก 0 ดำเนินการทดสอบความปลอดภัยทางไซเบอร์สองครั้งในเดือนเมษายนและพฤษภาคม 2561 โดยไม่พบช่องโหว่ใหม่^{[ 81 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2561 Block 0 ได้ทำการซ้อมปล่อยแบบบูรณาการครั้งที่สามที่ประสบความสำเร็จร่วมกับ GPS III ^{[ 81 ]}

กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้รับมอบ OCX Block 0 ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2560 และใช้เพื่อเตรียมการสำหรับการปล่อย GPS ครั้งแรกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2561 ^{[ 82 ]}

ณ เดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2565 OCX Block 0 ได้ให้การสนับสนุนการเปิดตัวและการตรวจสอบ GPS III SV 01–05 สำเร็จแล้ว^{[ 83 ]}

OCX Block 1 เป็นการอัปเกรดจาก OCX Block 0 ซึ่งในขณะนั้นระบบ OCX จะบรรลุความสามารถในการปฏิบัติงานขั้นต้น (IOC) เมื่อ Block 1 ถูกใช้งานแล้ว OCX จะสามารถสั่งการและควบคุมดาวเทียม GPS ทั้ง Block II และ Block III ได้เป็นครั้งแรก รวมถึงสนับสนุนความสามารถในการเริ่มออกอากาศสัญญาณ L1C ​​สำหรับพลเรือน^{[ 20 ]}

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2559 GAO รายงานว่า OCX Block 1 กลายเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ภารกิจ GPS III PNT ล่าช้า^{[ 84 ]}

บล็อก 1 เสร็จสิ้นการตรวจสอบการออกแบบที่สำคัญ (CDR) รอบสุดท้ายในเดือนกันยายน พ.ศ. 2561 ^{[ 81 ]}การพัฒนาซอฟต์แวร์ในบล็อก 1 มีกำหนดแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2562 หลังจากนั้นซอฟต์แวร์บล็อก 1 จะต้องผ่านการทดสอบระบบเป็นเวลา 2.5 ปี^{[ 81 ]}

OCX Block 2 อัปเกรด OCX ด้วยคุณสมบัติ M-code ขั้นสูงสำหรับผู้ใช้ทางทหารและความสามารถในการตรวจสอบประสิทธิภาพของสัญญาณพลเรือน^{[ 76 ]}ในเดือนมีนาคม 2017 ผู้รับเหมาได้ปรับกำหนดการส่งมอบ OCX ใหม่เพื่อให้ Block 2 จะถูกส่งมอบให้กับกองทัพอากาศพร้อมกับ Block 1 ^{[ 85 ]}ในเดือนกรกฎาคม 2017 มีการประกาศเลื่อนกำหนดการออกไปอีกเก้าเดือน ตามกำหนดการของโครงการในเดือนกรกฎาคม 2017 OCX จะถูกส่งมอบให้กับกองทัพอากาศสหรัฐฯ ในเดือนเมษายน 2022 ^{[ 57 ]} ในที่สุด OCX Blocks 1 และ 2 ก็ถูกส่งมอบให้กับกองทัพอวกาศสหรัฐฯ ในวันที่ 1 กรกฎาคม 2025 ^{[ 86 ]}

OCX Block 3F อัปเกรด OCX ด้วยความสามารถในการดำเนินการปล่อยและตรวจสอบดาวเทียม Block IIIF ^{[ 87 ] [ 79 ]}คาดว่าจะเริ่มปล่อยดาวเทียม Block IIIF ในปี 2026

สัญญา OCX Block 3F มูลค่า 228 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ได้รับการมอบให้แก่ Raytheon Intelligence and Space เมื่อวันที่ 30 เมษายน 2021 ^{[ 88 ]} ณ เดือนกันยายน 2024 มีกำหนดส่งมอบให้แก่กองทัพอวกาศสหรัฐฯ ในปี 2026 ^{[ 89 ]}

GPS III Contingency Operations (“COps”) เป็นการอัปเดตส่วนควบคุมการปฏิบัติงานของ GPS ซึ่งช่วยให้ OCS สามารถให้บริการคุณสมบัติตำแหน่ง การนำทาง และเวลา (PNT) ของ Block IIF จากดาวเทียม GPS III ได้^{[ 20 ]}ความพยายามในการปฏิบัติงานฉุกเฉินนี้ทำให้ดาวเทียม GPS III สามารถเข้าร่วมในกลุ่มดาวเทียม GPS ได้ แม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบที่จำกัด โดยไม่ต้องรอจนกว่า OCX Block 1 จะเริ่มใช้งานได้ (กำหนดไว้ในปี 2022)

กองทัพอวกาศสหรัฐฯ มอบสัญญาปฏิบัติการฉุกเฉินมูลค่า 96 ล้านดอลลาร์สหรัฐในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559 ^{[ 90 ]}ปฏิบัติการฉุกเฉินได้รับการยอมรับในการปฏิบัติงานในเดือนเมษายน พ.ศ. 2563 ^{[ 74 ]}

เมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 2569 โครงการ OCX ถูกยกเลิกอย่างเป็นทางการโดยผู้บริหารการจัดซื้อจัดจ้างด้านกลาโหมของเพนตากอน และจะใช้ OCS ที่ปรับปรุงใหม่แทน^{[ 80 ]}ประมาณปี พ.ศ. 2568 กำหนดการมีดังนี้:

• จีไอจี บล็อก IIIF
• สัญญาณ GPS
• บล็อกดาวเทียม GPS
• รายชื่อดาวเทียม GPS
• Michibiki – ดาวเทียมรุ่นใหม่ที่ออกแบบและปล่อยโดยชาวญี่ปุ่น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระบบ GPS ภายในประเทศญี่ปุ่น

• Cheung, Wai; Stansell, Tom; Fontana, Richard D. (1 กันยายน 2001). "สัญญาณพลเรือน L2 ที่ทันสมัย" . GPS World. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 9 กรกฎาคม 2011.
• บาร์คเกอร์ กัปตันไบรอัน ซี.; เบตซ์ จอห์น ว.ว.; คลาร์ก จอห์น อี.; คอร์เรอา, เจฟฟรีย์ ที.; กิลลิส, เจมส์ ที.; ลาซาร์, สตีเว่น; Rehborn ร.ท. Kaysi A.; Straton, III, John R. "ภาพรวมของสัญญาณ GPS M Code" (PDF )
• Capozza, Paul T.; Betz, John W.; Fite, John D. (1 เมษายน 2548). "การเดินทางไป M" . GPS World. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 9 กรกฎาคม 2554.
• "GPS III / GPS Block III" . GlobalSecurity.org. 17 เมษายน 2551.
• "ส่วนควบคุมการปฏิบัติงาน (OCX) ของ GPS III" . GlobalSecurity.org. 17 เมษายน 2551.
• เพอร์ตัน, มาร์ค (25 มกราคม 2549). "รัฐบาลเพิ่มระดับเสียง GPS" . Engadget.
• บัลเลนเจอร์, พันเอก อัลลัน (26 กันยายน 2549). "การอัปเดตโปรแกรม GPS" (PDF) . ศูนย์ระบบอวกาศและขีปนาวุธ. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 14 มิถุนายน 2554.บทความนี้ได้นำข้อความจากแหล่งข้อมูลนี้มาใช้ ซึ่งเป็นข้อมูลสาธารณะ
• วิลท์, พันโท จอห์น (10 กันยายน 2001). "การปรับปรุงระบบ GPS ให้ทันสมัย" . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PPT)เมื่อวันที่ 14 มิถุนายน 2011.บทความนี้ได้นำข้อความจากแหล่งข้อมูลนี้มาใช้ ซึ่งเป็นข้อมูลสาธารณะ
• สำนักงานส่งเสริมการพาณิชย์ด้านอวกาศ"การปรับปรุงระบบ GPS ให้ทันสมัย"กระทรวงพาณิชย์สหรัฐอเมริกา เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 31 ตุลาคม 2552บทความนี้ได้นำข้อความจากแหล่งข้อมูลนี้มาใช้ ซึ่งเป็นข้อมูลสาธารณะ