GPS干扰

通讯术语

GPS的干扰和普通的电子干扰一样，也分为压制式和欺骗式两大类。压制式干扰有窄带干扰（瞄准式）、宽带干扰（阻塞式），在干扰作用时间上有连续干扰和脉冲干扰。压制式干扰的优点是技术难度较小，但所需干扰功率较大。欺骗式干扰是发射与GPS信号相类似的干扰信号，误导GPS接收机偏离准确的导航和定位。这种干扰的优点是显而易见的，所需干扰功率小，干扰效果大大好于压制式干扰。当然欺骗式干扰的技术难度要远远大于压制式干扰。因为要实现欺骗就必须了解GPS卫星的码型及当时发出的电文数据等信息，而了解和掌握这些又是相当困难的。

介绍

在美国发动的第二次海湾战争中,大量使用了精确制导武器,而这些武器中的80%都采用了GPS精确制导系统.由于伊拉克使用了据说是从俄罗斯购进的GPS干扰系统,使多枚美国导弹偏离了轨道,从而引起了世人广泛的注意.

GPS受到的潜在威胁

美国政府、工业部门和学术界对GPS受干扰的问题进行了大量研究和模拟，提出即使没有掌握先进技术的敌方也能容易、快速、廉价地制造和使用许多GPS干扰机，以摧毁依靠GPS制导的美国武器和其它平台。如1994年9月，在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室举行的一次航空航天工程师和其它专业人员的研讨会上，首次公开展示了一种得烟盒大小的自制干扰机，它采用12伏电池作动力，产生100毫瓦的输出功率，通过一根细小的全向天线发射信号。据设计者称，该装置足以干扰半径16公里范围内的任何采用CA编码的GPS接收机。

美国武器库中现有的大部分导弹都易受GPS干扰的影响，这些导弹包括:增强型“杰索”、增强型高速反辐射导弹、AGM-130、“斯拉姆”-ER、装有GPS的“鱼叉”、陆军战术导弹系统、“杰达姆”以及增强型GBU-15。

奇怪的是，美国对现有的导弹没有作高抗干扰技术的改进。其主要原因有三点，首先是经费，尽管改进现存导弹的费用仅占导弹制造成本的很少一部分，但研究高抗干扰防护技术的总经费却高的惊人;其次，尽管干扰装置实际上可以买到或易于制造，但对今还没有出现干扰导弹GPS制导信号的潜在对手;第三，美国军事官员中仍保留这样一种自信的观念:现存导弹有效对付所有潜在的敌人。

2007年11月23日：中国已经发展出强大的全球定位（GPS）干扰系统，在卡车上携带。“GPS干扰车”原理是在汽车上方中央区产生一个保护性的“气泡”覆盖在某个特定区域上。

美军使用的GPS接收机分为三类：一类是采用了选择可用性反欺骗模块（SAASM）的新型接收机，这类接收机由于采用先进技术可直接捕获P码而不需要C/A码辅助；第二类接收机虽然没有采用SAASM模块，但采用了抗干成技术，这类接收机在干扰环境中也能继续工作；第三类是普通的军用Y码接收机。

由于部队中大部分军用GPS接收机是第三类是普通Y码接收机，它需要先捕获C/A码以进一步捕获P码，所以如果对C/A码进行干扰，这类接收机将很难工作，如果在进行干扰区域前先对接收机进行初始化，这样进入干扰区域后就已工作在Y码了，但如果工作中暂时对卫星信号失锁，系统将无法再启动。

导弹发射后，GPS系统会立刻对其飞行方向进行导引，使其向首目标飞去。在导弹飞行期间的某一特定时间里，弹载GPS接收机接收来自GPS卫星群即时传来的位置修正信息，并把它们传递给弹载的INS系统，以调整导弹的飞行路线。因此精确制导武器能够在防区外以较高的精度攻击预定目标。此外，这类导弹还具有全天候作战能力。从1991年的海湾战争到1999年的科索活战争，这种要用GPS/INS制导的“灵巧”导弹无不显示出其在现代战争中的重要地位，故已经成为同代战争的首选武器，是一类克敌制胜的杀手锏武器，也是政治家们达到其政治目的的重要工具。

干扰的影响

对于装有GPS/INS复合制导系统的导弹，当GPS接收机在导弹飞行的任意点上受到干扰时，那么该导弹在整个干扰阶段只能保持“惯性滑移”，其飞行弹道由不太精确的INS系统导引。产生干扰的时间越早，导弹距目标的距离越远，其偏离预定攻击目标的误差就越大，将严重影响其攻击精度。如果导弹在处于接收GPS信号的初期就被干扰，那么即使干扰发射机的功率较低，它也能在960公里范围内影响导弹的制导系统工作;如果导弹在其GPS跟踪阶段受到同样功率干扰信号的干扰，那么干扰发射机的有效干扰距离则约45公里。目标美国大多数导弹都装有可承受54分贝干扰/信号比的军用制式GPS接收机，这些导弹非常容易受很低功率干扰机的干扰。

但是，不是所有的防区外导弹都会受到同等程度干扰的影响，根据它们攻击的轨迹，某些较近程武器，如空军/海军“杰达姆”联合直接攻击弹药，受电子干扰的影响较小，但是，远程导弹系统(“斯拉姆”-ER、“杰索”以及“战斧”BLOCKIII)的GPS系统如果遭受敌方的干扰，将可能最终偏离其所攻击的目标。

GPS/INS复合制导存在的问题

当GPS/INS复合制导装置中的GPS接收机受干扰时，导弹只能由不太精确的INS系统进行飞行导引，除非GPS系统还能间断地获得位置更新数据外，否则导弹的制导系统不能补偿INS系统的固有“偏移”误差。INS的精度一般以每小时偏移的角度来表示，在完全依靠INS系统导引的情况下，其偏移率越上，导引的精度就越高。当INS的偏移率为每小时1度时，对近程短时间飞行的武器(如“杰达姆”)来说，其影响可忽略不计;但对行飞805公里，时间超过1小时的远程导弹来说，在整个飞行阶段得不到GPS系统的更新的情况下，INS系统这样的偏移率将有可能使导弹产生14.5公里的脱靶距离。

数据链路也会受干扰

为了克服GPS接收机受干扰的影响，有些导弹在其飞行末段由载机上的武器系统官员来控制。这种控制是借助载机和导弹之间的双向数据链来实现的。这种方法在导弹距其攻击目标2775-1665米时经常采用，这段时间大约有10-6秒。但数据链路也容易受到干扰。美国空国导弹武器中仅有AGM- 130和GBU-15这两种武器在末段是依靠数据链路来制导的，由于美空军今后不再计划采购这两种武器，所以其对数据链易损性的研究已没有进一步的计划。同样，尽管海军的“斯拉姆”-ER导弹也采用了数据链路，对此也不再作研究。

提高导弹抗干扰能力的途径

虽然美国不打算改进现有的导弹，但将采用高达90分贝的超高抗干扰GPS接收机、地形辅助导航技术、高抗干扰数据链路、路段弹道制导修正系统以及射频数据链路/光电传感器导的相结合的末制导等技术来提高未来精确制导武器的抗干扰能力。

开发干扰/信号比为90分贝的接收机

对于功率为100瓦的干扰机来说，具有90分贝抗干扰性能的GPS接收机，在导弹捕获GPS信号的初期阶段，干扰机的干扰距离减小到约4800 米，在GPS跟踪阶段，干扰机的干扰距离减小到480米。但在美国现存的导弹中，大多数制导系统的干扰信号比仅在50-60分贝以上，还没有任何一种导弹的抗干扰性能达到90分贝。

不采用GPS制导系统总的来讲，欧洲人以往设计的导弹不会因GSP遭干扰而受到影响。因为大多数欧洲国家的导弹在很长的一段时间里一直避免使用GPS制导系统，目的是避免依赖美国控制的GPS卫星系统。

采用抗干扰性强的末段控制数据链路

值得注意的是，欧洲各国也开始研制GPS制导的精确制导武。英国的“风暴幽灵”在初始设计时并没有采用GSP制导，但生产的导弹将装有PS 制导系统。为了避免干扰，法国的塞克斯坦特公司正在为导弹研制GPSP(Y)编码接收机，英国的“风暴幽灵”则采用地形参照导航系统。其它几种配备GPS 的导弹有“黑萨赫恩”、“阿帕奇”和“阿拉米斯”导弹。

战术“战斧”导弹可能是美国库存导弹中抗GPS干扰最强的武器，因为它要用了一种称作精确地形辅助导航技术，当导弹朝目标飞去时，这种导航技术可使导弹严格按照地形轮廓飞行，使导弹在GPS受干扰时中仍具有捕获目标的能力，从而不需要对已有的GPS制导装置作任何改进，其精度与如今正在研制的 “战斧”Block III导弹所获得的精度相当。它计划于2003年投入战场使用。美国“贾斯姆”联合空对地防区上导弹将于2005年进入服役，它是美国第二代精确攻击导弹，能够耐受100瓦干扰机的干扰信号。

在美国库存或计划的下一个十年中服役的13种精确攻击武器中，AGM-130、“贾斯姆”以及战术“战斧”导弹采用了高技术干扰数据链路。空军库存中总计约300枚AGM-130将携带雷西昂公司的AXQ-14高抗干扰数拓链中延缓外，根据科索沃作战获得的经验，约1300枚装有双向数据链的 GBU-15将采用中段弹道制导修正系统，改进后的导弹型号为EGBU-15。

采用射频数据链/光电传感器导的相结合的方案使导弹具有末制导能力，它们将具有高抗干扰能力。在高抗干扰改进计划中，采用该技术方案的导弹系统，如“斯拉姆”一ER、库存1900枚GBU-15中的大部分、以及AGM-154C联合防区外发射武器等将作为主要的候选武器。

以色列设计的某些远程导弹采用了GPS制导方式，但它们具有高抗干扰性，特别是末段采用了控制导弹飞行的数据链路。目前正在进入以色列武库的精确打击导弹采用了数字跳频数据链路，抗干扰性能高达90-100分贝，足以对付潜在威胁。以色列设计的其它导弹包括“瞪眼”和新型“瞪眼石”导弹，如果客户需要特别保护的话，也能够安装GPS装置和高抗干扰数据链。在那些导弹中主要使用光电传感器制导，GPS制导是作为一种备用制导系统。

一些“灵巧”导弹的学者认为，GPS制导武器受干扰的问题已经显明，必须给予高度重视。所以，对GPS制导武器的干扰与抗干扰问题的研究将是一项持久性工作。

“镜像 ”GPS干扰的运用

众所周知，自伊战以来，随着GPS技术在战场上的广泛应用，GPS干扰战术也开始活耀在战争舞台上。据报道，伊军方在战争初期至少使用了6台大功率GPS干扰机，有效地干扰了联军100多枚GPS制导武器的命中率，这一战果已赢得了世界各国军事专家的高度重视。中国是GPS应用技术的受益国，同时也是这个应用技术的受威胁国，如何把握这个现代科技，为未来战争储备多种干扰手段，并在战争中打出特色，使我们的军队永远立于不败之地，这是一个摆在我们面前的重要课题。本文中提及“镜像”干扰，正是我们小组研究的课题。

提及GPS干扰技术，我们应首先了解GPS信号的特性。GPS发射双频导航信号，发射双频是为了校正电离层产生的附加延时。其中L1为1575.42兆赫，以正交方式分别调制P(Y)码和C/A码，而在L2即1227.60兆赫上，只调制了P(Y)码；P码信号定位精度高，保密性好，仅供美军和特许用户使用，但编制P码的方程式已经公开，美国已实施选择可行性(A-S)政策，将P码加密编译成Y码。GPS卫星发射的信号到达地面时的最小信号功率分别为-160分贝瓦(dBW，以1瓦为零电平分贝)(C/A码)、-163分贝瓦(L1 P码)和-166分贝瓦(L2P码)，由于各种因素的影响，以上信号的最大信号电平分别不超出-153分贝瓦、-155分贝瓦和-158分贝瓦。

由于GPS卫星的信号发射功率不可能很大，卫星距地面又远(20200公里)，信号到达地面时已经很弱(1575.42兆赫的L1信号到达地面的最小信号电平为-160分贝毫瓦，1227.6兆赫的L2信号到达地面的最小信号电平为-166分贝毫瓦，这些都是相当低的功率电平；这种信号强度相当于1.6万公里外一个25瓦的灯泡发出的光，或者说，它比电视机天线所接收到的功率要低10亿倍)，因此很容易被干扰。再加上所设计的GPS信号的抗干扰裕度也不大，比如C/A码的处理增益虽然为43分贝，但C/A码的码速率为1.023兆比特/秒bps)，码最为1023位，周期仅1毫秒，通过解扩只能获得30分贝的处理增益，另外的13分贝增益是通过20个相关峰的积累形成的，所以整个环路的处理增益不会超过43分贝。一般情况下都会要求接收通道的信噪比大于10分贝才能正常工作，而且接收机的租关损耗通常都大于1分贝。根据设计，C/A码接收机的抗干扰裕度应在30分贝以下，一般认为是25分贝；P码的处理增益为53分贝，抗干扰裕度应在43分贝左右。其次，即使是对于军用P码GPS信号，其易扰性也不可低估。这主要是因为军用P码接收机必须要通过民用C/A码来实现同步。所以一旦在军用P码GPS接收机实现同步之前将民用C/A码信号干扰掉，则军用P码GPS接收机也无法获得精确的位置数据。

目前比较流行的一种干扰方式是在上述两个波段的频率输出高分贝（>43db）的噪声，发达国家正试图运用解码技术制造出仿真信号，这些方法的主要在于抑制或欺骗GPS接收机的正常接收，从而达到使GPS制导武器无法命中的目的。英国专家的实验数据证明，使用干扰功率为1瓦的干扰机，在GPS系统的1.6吉赫频带上实施调频噪声干扰，就能使22公里范围内的GPS接收机不能工作，干扰发射机的有效辐射功率每增加6分贝，有效干扰距离就能增加1倍。从这些试验结果不难看出，GPS信号用户接收机确实面临着干扰的严重威胁，而GPS系统也面临着繁重而又紧迫的抗干扰任务，尽管美国国防部正在开发一种新的军用密码（M密码），可改善信号处理技术，增强抗干扰能力，但围绕着GPS的干扰与反干扰这场没有硝烟的战争已经开始。

“镜像”干扰技术是有别于上述干扰方式的一个崭新尝试，它大胆地运用通信中继原理，把我们的研究人员从解码的迷雾中解脱出来，将来无论美军运用何种方式进行GPS军码加密，只要我们掌握其卫星的下行频率，运用解调方式将有价值目标的位置信息调制成声信号，再利用各种方式将声信息中继到25公里以外（中继方式可用无线电台、有线网络、民用移动通讯网络等），并运用其卫星相同的下行频率以大功率放送出去，从而达到干扰、欺骗之目的；我们称这种干扰方式为：“镜像”。

围绕着GPS干扰与反干扰对抗的全面展开，美国正加紧其争夺“制导航权”的步伐。尽管在伊拉克战争中，面对局部干扰，GPS信号保持了完整性，但如果面对能力较强的对手，那么GPS在未来战争中很可能被列入“首批阵亡者名单”。记得美军参谋长联席会议主席曾说过：“如果没有了GPS系统的支持，美国甚至连一场战斗都无法取胜，更不谈打赢一场战争了。”如果此话在未来真的被说中的话，美军还能在战场上有何作为呢？

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省