美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

随着#北斗收官之星点火升空# 北斗星座组网接近完成,围绕着北斗卫星的阴谋论也甚嚣尘上起来。最近连续读到多篇文章称“美国欲对北斗卫星进行干扰”,但又无法找到这则消息的源头。今天我们就从科学的角度来分析一下全面干扰北斗卫星是否可行吧。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

北斗导航,中国争气之星

卫星信号可以被干扰吗?

答案当然是肯定的,即便人不动手,太阳也会动手。

目前未知北斗导航卫星的信号强度,我们以美国GPS第III代卫星举例:它的民用C/A L1信号到达地面时的强度仅约-158.5dbW,这是一个极弱的信号,它不仅远低于人体热辐射的电磁波功率,也淹没在自然界繁杂的热噪声之中。试着想象一盏24瓦的灯炮在2万公里之外发出的亮光吧,我们接收到的信号强度跟这差不多。

尽管我们手中的GPS接收设备已经足够灵敏,能迅速在乱七八糟的无线电波中快速识别出20200公里之外卫星发出的微弱电磁波,但只要太阳发生一次耀斑喷发,或者地球电离层出现异常变化,GPS信号都会受到强烈干扰。所以有时候定位失败不要怪罪手机,这很有可能是太阳惹的祸。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

太阳耀斑爆发等太空天气变化会严重影响卫星信号

电磁波的衰减符合平方反比定律,这意味着距离越近,电磁波的信号越强,它是一种指数级的变化。因此,如果你哪怕是拎着一台20W的干扰机,只要将频率调到1575.42MHz的GPS民用L1频率,就能对方圆几公里内的导航设备构成干扰。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

电磁波的平方反比定律

2001年4月,由于一户人家电视机天线前置放大器出现故障,它发出的1580MHz电磁波意外地干扰了GPS卫星信号,导致美国加州莫斯兰丁的一个港口全都无法进行卫星定位与导航。研究人员花了几十天时间才找到干扰源,在此期间众人议论纷纷,说啥的都有。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

故障的电视天线干扰了一个港口

刻意的干扰

如果说太阳耀斑与电视机天线都是无意间对GPS定位信号造成干扰的话,那么美军在阿富汗和伊拉克战争中就是有意为之了。

最早期的GPS只是美军用于定位导航的工具,即便后来开放了民用信号,其定位精度不敢恭维。科学家们通过将军用P码进行计算机随机模糊处理,人为降低其精度,使得民用C/A信号的定位精度达5米以上,全球平均误差大于7.8米。即便如此美国军方仍然不放心,他们在卫星控制系统里加上了一项名为“选择性供应(SA)”的措施,将定位精度限制在45米半径,这本身就是一种主动干扰。

2000年5月初,为了对抗俄罗斯格洛纳斯和其它导航系统的竞争,美国决定取消并永久放弃SA,将GPS的定位精度恢复到圆形误差2.8米、球面误差为4.6米的水平。可以说一夜之间精度提升了十倍。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

SA取消后GPS定位精度提升十倍以上

高精度的定位有可能被一些反美势力用来对付美军,但为了市场竞争美国又不得不提高GPS的定位精度,如何解决这对矛盾?美国想到了信号干扰。

由于GPS卫星信号本身极其微弱,它非常容易受到干扰,因此在美国国内销售干扰机或者采用技术手段干扰GPS信号是非法的。但在阿富汗、伊拉克战场以及之后的美军对外干涉行动中,美国大量使用干扰机对目标区域进行广泛的GPS信号遮断,使被打击地区的民间抵抗武装无法使用卫星定位,更不能将C/A信号用于无人机导航和攻击行动。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

GPS信号干扰广泛用于伊拉克战争

被侵略国家的反抗武装也多次试图利用干扰机来对抗美国的军事行动,这种干扰机很容易被探测并定位,并成为反辐射导弹的目标。据报道,美军在伊拉克战争中总共摧毁了6个反美武装的GPS干扰机。

美国能干扰北斗信号吗?

这要看得失。

最昂贵的干扰方法是发射卫星,利用卫星发射干扰信号来扰乱北斗卫星的信号,或者使用现有的卫星(比如马斯克的星链)让其发射与北斗导航卫星相同频率的信号。这样做的优点是它的范围大时间长,只要卫星轨道低、发射功率大并且数量多,就能将导航卫星真正的信号淹没,并且你很难进行反制;缺点也很明显,它太昂贵,负面影响太大,实现起来并不是很容易。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

马斯克的星链未来可以在低轨道全球覆盖

另一种办法就是进行区域干扰,也就是派出数架无人机挂载干扰机在海岸线外长时间抵近飞行。它的好处是处置灵活并且费用低,说来就来想走就走;缺点是这种无人机是反辐射导弹极好的目标,所以只能是在双方撕破脸的时候采用。

由于卫星导航信号已经广泛渗透到社会经济生活的方方面面,它已经成为一种现代化的重要基础设施,对一国的导航卫星实施全面干扰无异于宣战,必将遭到反击。天上飞的导航卫星数量有限并且其轨道高度稳定,摧毁或致盲的难度并不是很大。

美国怎样才能干扰北斗卫星系统的信号?

东风快递,并不只依靠北斗

无论是GPS、格洛纳斯还是北斗星座,科学家在设计时就已经充分考虑其军码的抗干扰能力,只不过其技术细节是一个国家的最高机密,普通人无法得知。导弹并不只依靠卫星导航,即便是卫星导航无法使用,飞机、舰船与导弹还是可以通过其它方式进行定位与导航。毕竟早在GPS诞生之前,洲际导弹的打击精度就已经达到数十米。那种声称“干扰北斗卫星信号,使飞机导弹无法使用”的疯话,显然不是出自一个理性军事家或科学家之口

我们大可以嗤之以鼻,一笑了之。

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页面更新:2024-05-15

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