全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）干擾正成為日益嚴(yán)峻的射頻威脅，對(duì)軍事和民用領(lǐng)域中依賴GPS的系統(tǒng)造成影響。本文將介紹什么是干擾、其作用原理，以及如何測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾能力。

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電子戰(zhàn)與GNSS干擾：全景概覽

電子戰(zhàn)（EW）是指通過(guò)戰(zhàn)略性地運(yùn)用電磁頻譜（EMS）來(lái)獲取戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)——無(wú)論是在軍事沖突還是涉及民用領(lǐng)域所造成破壞的場(chǎng)景中。電子戰(zhàn)涵蓋多種活動(dòng)，包括電子攻擊（EA）、電子防護(hù)（EP）和電子支援（ES）。GNSS干擾屬于電子攻擊范疇，其通過(guò)針對(duì)射頻（RF）信號(hào)來(lái)阻止獲取定位、導(dǎo)航與授時(shí)（PNT）信息。與大多數(shù)通信信號(hào)不同，GNSS信號(hào)抵達(dá)地球表面時(shí)的功率極低，這使其極易受到哪怕是相對(duì)微弱的射頻能量源的干擾。在電子戰(zhàn)場(chǎng)景中，干擾是一種蓄意采用的戰(zhàn)術(shù)，旨在削弱或阻斷這些信號(hào)在關(guān)鍵服務(wù)中的應(yīng)用。

究竟什么是GNSS干擾？

從本質(zhì)上講，GNSS干擾是指蓄意發(fā)射射頻信號(hào)，以干擾合法衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的接收。雖然來(lái)自故障電子設(shè)備或屏蔽不佳的設(shè)備所產(chǎn)生的無(wú)意干擾會(huì)降低（接收機(jī)的）系統(tǒng)性能，但干擾行為則是蓄意通過(guò)噪聲淹沒(méi)或破壞GNSS接收機(jī)所處頻譜環(huán)境的方式，使其無(wú)法正常工作。實(shí)施此類攻擊無(wú)需復(fù)雜技術(shù)手段，在許多情況下，僅需在特定范圍內(nèi)啟用市售干擾器，便可對(duì)未受保護(hù)的系統(tǒng)造成大范圍干擾。攻擊意圖可能各異——在軍事場(chǎng)景中是為了中斷服務(wù)，在民用場(chǎng)景中則可能是為了掩蓋車輛行蹤——但其作用機(jī)制相同：均是將射頻能量作為對(duì)抗定位與授時(shí)功能的武器。

干擾信號(hào)類型

干擾形式多樣，干擾信號(hào)的特性往往決定了攻擊的有效性和可探測(cè)性。一些常見(jiàn)類型包括：

●  連續(xù)波（CW）干擾：在單一頻率上發(fā)射恒定信號(hào)，可有效針對(duì)特定GNSS頻段實(shí)施干擾。

●  啁啾或掃頻干擾：通過(guò)隨時(shí)間變化頻率，干擾更寬頻帶的GNSS信號(hào)，從而繞過(guò)靜態(tài)濾波器。

●  噪聲干擾：采用寬頻譜干擾，可同時(shí)淹沒(méi)多個(gè)信號(hào)。

●  脈沖干擾：發(fā)射間歇性高能脈沖，在降低性能的同時(shí)更難被探測(cè)到。

上述分類并非窮盡所有類型——新型波形與混合干擾技術(shù)仍在不斷涌現(xiàn)，每一種都給系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和操作人員帶來(lái)了獨(dú)特挑戰(zhàn)。

誰(shuí)會(huì)使用干擾手段——以及為何使用？

干擾手段在軍事和民用領(lǐng)域均有應(yīng)用，其動(dòng)機(jī)涵蓋國(guó)家安全到普通犯罪等不同層面。在戰(zhàn)場(chǎng)上，軍方會(huì)部署干擾器，阻止敵方獲取GNSS信號(hào)、干擾無(wú)人機(jī)導(dǎo)航，或保護(hù)己方資產(chǎn)行動(dòng)安全。在現(xiàn)代沖突中，這些戰(zhàn)術(shù)已成為常規(guī)手段，因?yàn)閼B(tài)勢(shì)感知和精準(zhǔn)打擊高度依賴衛(wèi)星系統(tǒng)。在軍事領(lǐng)域之外，干擾行為也日益普遍。犯罪分子可能使用干擾器，禁用被盜車輛或貨物的GPS追蹤功能。在某些情況下，商用車輛駕駛員會(huì)攜帶低成本干擾器，以逃避車隊(duì)監(jiān)控系統(tǒng)或基于收費(fèi)的追蹤。走私者和抗議者也采用干擾手段來(lái)隱蔽行蹤或破壞監(jiān)控。如今，小型、廉價(jià)且易于使用的干擾設(shè)備在網(wǎng)上隨處可得，使得這一曾經(jīng)專業(yè)化的威脅演變?yōu)槠毡榇嬖诘膯?wèn)題。

干擾對(duì)未受保護(hù)系統(tǒng)的影響

依賴GNSS卻缺乏充分自我保護(hù)的系統(tǒng)，極易受到干擾的嚴(yán)重影響。最直接的后果是衛(wèi)星信號(hào)失鎖，導(dǎo)致無(wú)法確定位置、速度或時(shí)間。在某些情況下，接收機(jī)性能可能逐漸下降，出現(xiàn)運(yùn)行異常或數(shù)據(jù)輸出大幅延遲。不同應(yīng)用場(chǎng)景所受影響各異：在航空領(lǐng)域，進(jìn)近航道附近的干擾可能導(dǎo)致基于衛(wèi)星的著陸輔助系統(tǒng)失效；在電信行業(yè)，精確授時(shí)是網(wǎng)絡(luò)同步的關(guān)鍵，即使GNSS出現(xiàn)輕微中斷，也可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致服務(wù)中斷；而海事導(dǎo)航、金融交易、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和自動(dòng)駕駛汽車等領(lǐng)域，一旦GNSS的可用性受損，均將面臨重大運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

如何緩解GNSS干擾問(wèn)題

目前并無(wú)一種普適性的方法可徹底消除干擾。相反，有效的緩解措施需采用分層策略，綜合運(yùn)用硬件、軟件及操作層面的多種手段。在接收機(jī)層面，自適應(yīng)濾波和時(shí)頻分析等技術(shù)有助于分離并抑制干擾信號(hào)。部分系統(tǒng)采用先進(jìn)的天線技術(shù)，如可控接收模式天線（CRPAs），通過(guò)空間濾波來(lái)抑制干擾信號(hào)。還有一些系統(tǒng)依賴多頻段跟蹤技術(shù)，通過(guò)跨多個(gè)衛(wèi)星頻段實(shí)現(xiàn)信號(hào)冗余，從而增強(qiáng)抗干擾能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員還會(huì)采用融合方案，將GNSS與慣性傳感器、氣壓計(jì)或視覺(jué)里程計(jì)相結(jié)合，確保在衛(wèi)星信號(hào)不可用時(shí)仍能維持導(dǎo)航功能。從更宏觀的層面看，基于基礎(chǔ)設(shè)施的措施——如射頻監(jiān)測(cè)、干擾源定位和態(tài)勢(shì)感知工具——有助于實(shí)現(xiàn)干擾的檢測(cè)與早期響應(yīng)。

為何開(kāi)展穩(wěn)健的干擾測(cè)試至關(guān)重要

隨著GNSS干擾愈發(fā)頻繁且復(fù)雜化，針對(duì)干擾的測(cè)試已成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盡管在實(shí)際環(huán)境中開(kāi)展測(cè)試在某些特定場(chǎng)景下具有一定價(jià)值，但由于可能引發(fā)意外干擾，此類測(cè)試往往受到法律限制或嚴(yán)格管控。因此，基于實(shí)驗(yàn)室可控環(huán)境的仿真測(cè)試成為評(píng)估系統(tǒng)脆弱性與性能表現(xiàn)最可靠且可復(fù)現(xiàn)的方法。借助先進(jìn)的GNSS仿真器，工程師能夠在可重復(fù)的條件下模擬多種干擾場(chǎng)景——從基礎(chǔ)的連續(xù)波干擾到復(fù)雜時(shí)變波形干擾。這使其能夠提前測(cè)量系統(tǒng)對(duì)干擾的響應(yīng)情況，評(píng)估抗干擾策略的有效性，并在部署前識(shí)別潛在故障模式。

結(jié)語(yǔ)：為充滿干擾的未來(lái)做好準(zhǔn)備

GNSS干擾已不再是新興風(fēng)險(xiǎn)——而是當(dāng)前日益嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)。從戰(zhàn)場(chǎng)到高速公路，從數(shù)據(jù)中心到無(wú)人機(jī)，所有依賴GPS及其他GNSS信號(hào)的系統(tǒng)，均面臨來(lái)自不斷增多的射頻干擾技術(shù)的威脅。應(yīng)對(duì)這一威脅需要綜合運(yùn)用認(rèn)知提升、技術(shù)工程和穩(wěn)健測(cè)試等多種手段。通過(guò)深入了解干擾本質(zhì)、認(rèn)清其影響并構(gòu)建分層防御體系，開(kāi)發(fā)人員和運(yùn)維人員能夠保護(hù)那些需依賴精準(zhǔn)、不間斷PNT服務(wù)的關(guān)鍵系統(tǒng)。