淺談GPS衛(wèi)星導航信號如何被干擾和反干擾! (上)


瀚海狼山認為,既然現(xiàn)在挪威方面把撞船的起因賴到俄方干擾北約的GPS信號上,這是不是撞船的根本原因已經(jīng)在前一篇分析過。現(xiàn)在就再來說說GPS衛(wèi)星導航信號是如何被干擾的,以及各軍事大國如何反制這些干擾。
GPS干擾設備第一次大規(guī)模的出現(xiàn)在戰(zhàn)場上,應該是伊拉克戰(zhàn)爭期間。美軍在1991年的第一次海灣戰(zhàn)爭中,開始大量使用了精確制導武器,后來美方發(fā)動的歷次戰(zhàn)爭中,80%的靈巧彈藥都采用了GPS精確制導系統(tǒng)。有矛就有盾,衛(wèi)星制導彈藥普遍應用后,各軍事大國很快就開發(fā)出了專門干擾GPS信號的設備。伊拉克軍方在2003年的戰(zhàn)爭初期,至少使用了6臺大功率GPS干擾機,有效地干擾了100多枚GPS制導武器的命中率,這些彈藥沒有擊中目標而墜毀在沙漠中,這一戰(zhàn)果獲得了各國的高度重視。
那么全球組網(wǎng)的GPS為何能被干擾呢。首先要了解GPS導航的系統(tǒng)組成:GPS系統(tǒng)由天上的衛(wèi)星、地面的控制站和用戶接收機組成。

要干擾就是要干擾這其中的三者或者干擾其中任何一個。干擾GPS信號的用戶接收機最容易,最簡單的方法是遮擋,在接收機上方檔上一塊金屬板,接收機就基本無信號了。所以GPS設備往往在房間里是不好用的。這一點和普通的手機不同,手機的信號大多是來源于地面的發(fā)射塔基站,電磁信號可以鉆進窗戶。而GPS信號來自頭頂?shù)亩囝w衛(wèi)星,這樣就容易被屋頂擋住。但是誰也不能挨個去遮擋數(shù)以千萬計的手持機,因此大規(guī)模的軍事干擾,多是直接干擾GPS衛(wèi)星發(fā)射的下行信號。
GPS衛(wèi)星的軌道高度普遍很高,軌道一般在1.7萬公里到3.6萬公里,因此到達地面的信號強度并不強。在電磁波的干擾上,講究信噪比,因此地面的發(fā)射源,只要和GPS的頻率相近或者相似,理論上就能比較強的干擾一定范圍內的GPS信號。
凡是電磁干擾,都有壓制式和欺騙式兩種。壓制式干擾的優(yōu)點是技術難度較小,但所需干擾功率較大。欺騙式發(fā)射功率很小就能有強烈干擾效果,但是需要對衛(wèi)星發(fā)射的信號解碼到一定程度,技術難度較高。
現(xiàn)在大多數(shù)軍用GPS干擾機是欺騙式的。他們發(fā)射與GPS信號相類似的干擾信號,誤導敵方武器或者飛機艦船上的GPS接收機,讓其偏離準確的導航和定位。要實現(xiàn)欺騙就必須了解GPS衛(wèi)星的碼型及當時發(fā)出的電文數(shù)據(jù)等信息,這需要很高的解碼水平,只有少數(shù)大國能做到。

現(xiàn)在有一種小型的欺騙式干擾機,比大號手機差不多,用12伏電池作動力,產(chǎn)生100毫瓦的輸出功率,通過一根細小的全向天線發(fā)射信號。這樣一個小小的裝置,就足以干擾半徑16公里范圍內的GPS接收機。有人在國際上兜售的專用GPS干擾機,價格低于5萬美元,能對美國現(xiàn)有GPS系統(tǒng)的四個頻段實施干擾。
美方軍方公開承認,這些其他大國研發(fā)的GPS干擾機,對大多數(shù)現(xiàn)役的美國衛(wèi)星制導武器是有作用的。而且也在多個戰(zhàn)場上被實踐證實過效果。比如今年初西方多國向敘利亞發(fā)射過108枚精確制導武器,相當一部分丟失了目標。面對這種情況,美國軍方又準備采取哪些對應措施呢?下集分解!
(未完待續(xù))