美国GPS系统导航战是不是“纸老虎”？基于公开情报的逻辑分析

作者：军鹰智库陈留哥，来源：军鹰资讯

1、引言

近几年，导航战的话题逐渐成为国内和国际新闻的热点之一。从近期公开新闻的报道来看有几点值得注意：

①美国开始军事行动之前很可能进行作战区域的GPS导航信号增强，弄得国内相关学者一听说美国要开战就不分昼夜地分析可能作战区域的GPS信号强度变化情况。

②美国的军事盟国在演习中出了一些问题或事故，众口一词地归因于导航信号被干扰，指责俄罗斯实施了电子战。

③在中东战场上多方对GPS都广泛应用，不时有GPS导航信号中断或结果异常的报道。俄罗斯的电子战、导航战能力正被媒体捧上“神坛”。

④导航战已经成为战场军事对抗的一个核心要素。战场上欺骗与反欺骗、干扰与反干扰动作不断，军事对手之间导航对抗，以及后续法律战、舆论战、心理战每天都在上演，各执一词。

⑤只要出现GPS导航战或导航对抗的报道，国内媒体多会联想到北斗系统，在庆幸北斗帮助中国摆脱GPS桎梏的同时，对北斗的导航战能力也提出了很高的期望，北斗导航战能力建设也已经成为关注的新热点。

但是从卫星导航领域和网络公开信息渠道看GPS系统的导航战能力，可以得出不同的结论。

①从卫星导航技术领域发表文献分析看，美国对导航战研究相对较早，目前已经从技术、系统和产品等方面建立了完善的体系。GPS卫星通过星载抗辐射元器件、星间链路技术、自主导航、点波束、信号功率增强、M码、军民信号频谱分离等手段提高导航战能力。军方GPS接收机通过选择可用性/反欺骗模块（SAASM）、改进信号接收处理算法、加装自适应滤波抗干扰天线、射频干扰监测技术、直接Y码捕获、数字波束控制天线技术、组合导航技术等措施提高抗干扰能力。最新的GPS-III卫星信号功率能够比现役卫星提高100倍，并采用新的加密技术，综合抗干扰能力提升100-500倍。

②从公开媒体GPS导航战能力的相关报道看，海湾战争到叙利亚战争之前，媒体上基本多数在说GPS多么厉害：GPS的出现让精确作战成为主流，使得战争的可控性增强，其全维导航能力扩大了战场空间，能粘合作战力量增强体系对抗能力，丰富作战样式赢得非对称优势，优化决策指挥提升指挥控制自动化程度，推动保障精确集约控制战争消耗，使制导航权成为赢得战争的重要手段和方式。但是叙利亚战争爆发后，公开渠道的导航战报道主要意思就是：GPS平时好用大家很依赖，但是战时经不起干扰欺骗，使用效果难保证不靠谱！也就是，平时香饽饽，战时像鸡肋。美军对GPS也依赖得很，但是美国人已经意识到关键时候很难靠谱，已经决心开展GPS备份系统以及国家综合定位导航授时体系建设以克服GPS抗遮蔽抗干扰的不足。

2、近期关于GPS导航战的几期典型报道

抢占公众对GPS导航战注意力的头号新闻莫过于伊朗两次捕获/击落美军无人机。一次是2011年12月4日完整捕获美国RQ-170隐身无人机；另外一次是今年6月20号击落美国RQ-4“全球鹰”无人机。光此类事情本身就让美军颜面尽失，但是更甚的是伊朗让美军无人机跑到自己国境内了，合法合理地让美军哑口吞苦果、恨自己不长记性。

大家自然要问美军干什么吃的？于是美国人就有板有眼地说：伊朗及其俄罗斯支持者欺骗了美国无人机的GPS系统。那大家就自然关心：美国的GPS导航战难道是吃素的么？

无独有偶，此类情况层出不穷。

①今年7月31日，伊朗在本国水域扣押了英国油轮“Stena Impero”号。英国情报机构认为是俄罗斯帮助伊朗干扰正常GPS信号并设置了欺骗坐标信号陷阱。

②2019年7月，俄罗斯报道认为俄罗斯电子干扰作战系统令F-22、F-35隐身战斗机GPS导航全部错误显示，俄军强大的GPS干扰机导致了美军隐身战斗机不敢从叙利亚方向越境空袭伊朗。所以美军隐身战斗机没有停到约旦、土耳其、以色列，也没有在上述靠近叙利亚的地区建设机场的计划。

③2019年6月底，以色列指责俄罗斯大型GPS干扰机对其全境进行干扰，超过200架民航飞机GPS出现严重问题，被迫切换到备用罗盘系统。以色列空军在叙利亚附近飞行经常发现GPS系统显示错误，定期遇到故障。

④2018年11月8日，挪威皇家海军主力舰“海尔格•英斯塔”号与油轮发生冲撞，严重进水。挪威和芬兰纷纷指责俄罗斯在北约“三叉戟接点”联合军演中干扰了GPS系统的信号。芬兰甚至在11月17日召集俄罗斯驻芬兰大使提出抗议，理由是俄罗斯在演习期间对GPS进行干扰，影响很坏！

⑤2018年3月，美国海事管理局发布航行警告：地中海东部海域（埃及正北方）发生了一系列海上事故，根源是GPS信号遭受干扰。同时，埃及也报告了多起GPS干扰事故。

⑥2018年1月6日，驻叙利亚俄军防空系统发现13架小型无人机接近。利用电子战系统成功控制6架无人机、3架降落在基地外，3架坠毁。从此，“俄罗斯+电子战+欺骗GPS”就紧密地联系在了一起，红色警戒中的“尤里”在导航战的世界里有了现实版，能够让敌人的装备“言听计从”！

3、美国导航战是怎么搞的？

1997年美国正式提出导航战概念。随着世界卫星导航系统的发展，美在导航战概念、基本特征、作战依据、作战样式、技术装备、政策法规、力量体系等方面不断完善，实施了“保护、阻止、保持”（3P）政策，即保护战区内的美方军用；阻止敌方开拓GPS军用和使用任何GNSS系统；保护行动区域外的民用GPS信号。目前已成立了专门的导航战机构－美国联合导航战中心。

图1 导航战体系示意图

美国对导航战格外重视，应该说做了全方位的努力，在频率体制设计、信号体制设计、抗干扰技术体制设计、干扰监测技术体制设计、战区增强技术体制设计、导航卫星冗余、战时卫星支援机制和增大卫星发射功率等各个方面多走在了世界GNSS系统的前头。

图2 美GPS导航战体系框架设计

GPS联合计划办公室1998年列出了29种技术领域（见下表），可以单独或合并使用，以提高GPS的导航战性能。

表1美国计划发展的29种导航战技术

GPS用户面临的最大威胁是压制干扰。因为GPS信号频率和调制特性已知，信号信噪比很低。对于不同的广大GPS用户而言，其进攻和防御导航战的形式也有所不同。

表2 GPS用户终端典型进攻模式与防御模式

4、怎么看导航战中的GPS表现

4.1 防守使用角度看表现

抗干扰能力弱是GPS的先天弱点。频率公开、传输距离远、落地信号弱、干扰排查取证难等原因，使得对GNSS的攻防非对称，攻易防难。

GPS军民信号抗干扰抗欺骗能力有着巨大的差异。民用信号体制接口公开，干扰欺骗门槛极低；但是军用信号反破译抗欺骗能力出众，大大高于民用信号。

GPS导航战能力不能混淆军民信号能力。在实际美国GPS盟军用户中，盟国GPS装备可以使用GPS军用信号，但不是一直使用；但是美国通过军码时效参数控制，实施类似“一事一批”的政策。常态情况下，美盟军装备使用的不是GPS军用信号，这也是盟国盟友使用GPS装备表现较差，决心建设自主GNSS系统的原因。

GPS已经成为战场电子战攻击的对象，使其在强对抗环境表现不佳。美国已经开始国家综合PNT体系建设多年，推出对抗环境下导航定位、Micro-PNT技术、组合导航技术、多现象导航技术、LEO通信卫星增强或备份导航来解决此类问题。

2018年美国已开始重新部署“增强罗兰”，并将其作为GPS备份系统使用，来解决一般导航系统（或技术）只能在“碎片化”的局部空间备份或替代GPS系统的不足。

4.2、进攻干扰角度看能力

从美军近几年的太空战演习来看，卫星导航已成为其太空作战、网络中心战至关重要的支撑；对他国卫星导航系统的干扰破坏和反干扰破坏成为太空战的必然科目。

美国其实拥有极强的GNSS干扰能力。已经研发了装在各式平台上的干扰机，有车载的等效辐射功率ERP为100kW和1kW的干扰机；有装在直升机上50kW和装在无人机上100kW的干扰机；有气球载的1W的干扰机；另外还有直径只有7.6cm的用于放在敌方设施附近或者撒布在敌方阵地用的，为了隐蔽和节省电源，这种小体积干扰机可以远距离遥控开机。

5、总结

美军已将“导航战”列为继电子战、信息战及网络战之后新的作战样式。“导航战”是从太空战、电子战、网络中心战的内容中剥离出来的一个概念，正是这样的剥离赋予了导航战非同寻常的意义，使得它在现代战争的地位骤升。“制导航权”的成功与否将直接影响现代战争的进程，有着丰富的外延。导航战是针对卫星导航提出来的，但是它对现代战争的影响却不仅仅局限于卫星导航，它应该是针对所有导航手段与方式开展和进行的。

综合上述情况，作者认为美国GPS导航战防守应用具有先天弱项，目前在盟军和军事对抗环境中的表现有待提升，但是面对易攻难防的局面，未来提升空间和效果有限；美国已经认识到GPS的弱点，正通过国家PNT体系建设增强导航战的能力。美国导航战进攻干扰能力其实十分强大，目前尚未有机会充分展示。

作者认为我国的北斗系统导航战能力也应走体系建设之路，对北斗自身导航战能力应设置优先目标，基于北斗系统的国家综合定位导航授时体系建设才是赢得导航战的关键。

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