任思衡，姜晶莉，尚國(guó)強(qiáng)，楊 娜，李春燕，李 倩，孟 瑤

（航天工程大學(xué) 士官學(xué)校，北京 102249）

0 引言

導(dǎo)航技術(shù)對(duì)于人類的生存與發(fā)展具有十分重要的意義。從中國(guó)古代的“指南車”“司南”，到西方近代的“十字測(cè)角器”“航海六分儀”，導(dǎo)航技術(shù)的進(jìn)步拓展了人類的生存空間，為人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了便利。隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的導(dǎo)航技術(shù)在一定程度上顯現(xiàn)出可靠性差、使用場(chǎng)合受限、定位精度低、操作復(fù)雜等缺陷，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)導(dǎo)航定位的需求[1]。

20世紀(jì)50年代末，人類開(kāi)始研究以人造衛(wèi)星作為無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)臺(tái)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（global navigation satellite system，GNSS）[2]。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的探索和研究，衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前，GNSS因具有定位精度高、定位時(shí)間短、無(wú)累積誤差、導(dǎo)航要素齊全、終端成本低廉、全天時(shí)全天候工作等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)最重要的導(dǎo)航手段之一，在各國(guó)的國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有非常重要的意義[3]。迄今為止，美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（global positioning system, GPS）、中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou navigation satellite system, BDS）、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) （global navigation satellite system,GLONASS）及歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Galileo navigation satellite system, Galileo）是世界上應(yīng)用最為廣泛的“四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”[4]。

自衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)廣泛應(yīng)用以來(lái)，GNSS的應(yīng)用與對(duì)抗一直是衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題?，F(xiàn)有的研究在提高導(dǎo)航系統(tǒng)穩(wěn)定性、提升導(dǎo)航定位精度、增強(qiáng)信號(hào)抗干擾性等方面進(jìn)行了深入探討，但有關(guān)區(qū)域性導(dǎo)航戰(zhàn)（navigation warfare,NAVWAR）相關(guān)策略的研究還比較少。而在軍事導(dǎo)航領(lǐng)域，有關(guān)導(dǎo)航戰(zhàn)背景下“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可能被區(qū)域性關(guān)閉”的問(wèn)題受到關(guān)注，其中以“銀河號(hào)”事件為背景的所謂“GPS被區(qū)域性關(guān)閉事件”影響最為廣泛。

本文從基本原理及效益比的角度，論證通過(guò)關(guān)閉部分導(dǎo)航衛(wèi)星的方式，阻斷特定區(qū)域GPS服務(wù)是不可行的，判斷有關(guān)“銀河號(hào)”GPS信號(hào)被區(qū)域性關(guān)閉的說(shuō)法是不真實(shí)的，分析以電磁干擾作為導(dǎo)航戰(zhàn)攻擊手段的優(yōu)勢(shì)，并探討提升GNSS抗干擾性能的對(duì)策。

1 “銀河號(hào)”事件簡(jiǎn)介

1993年7月23日，在公海發(fā)生了震驚中外的“銀河號(hào)”事件?！般y河號(hào)”是隸屬于中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸總公司的集裝箱貨輪，事發(fā)時(shí)已從天津新港出發(fā)，預(yù)計(jì)前往迪拜、達(dá)曼和科威特等國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行小商品和染料貿(mào)易。在“銀河號(hào)”行駛到阿曼灣海域時(shí)，突然遭到美軍直升機(jī)和軍艦襲擾，稱其“裝載了用于制造化學(xué)武器的原料”，并公然違反國(guó)際法和相關(guān)國(guó)際準(zhǔn)則，強(qiáng)行要求“銀河號(hào)”接受檢查。

8月2日晚，“銀河號(hào)”被迫在霍爾木茲海峽以東拋錨停船，并在極度缺少食品、淡水、藥品和燃料的情況下堅(jiān)持到8月24日。最終，“銀河號(hào)”在國(guó)際檢查團(tuán)的聯(lián)合檢查下證明了自己的清白[5-6]。

時(shí)至今日，在各類報(bào)道和熱門書籍中，有關(guān)“美軍通過(guò)關(guān)閉部分GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式，阻斷了‘銀河號(hào)’所在區(qū)域的GPS民用服務(wù)，導(dǎo)致‘銀河號(hào)’被迫停船”的言論廣為流傳[7]。不僅如此，在一些學(xué)術(shù)研究中，認(rèn)為美軍可以通過(guò)關(guān)閉特定區(qū)域的GPS民用信號(hào)阻止敵方使用GPS服務(wù)的觀點(diǎn)依然存在，并有學(xué)者據(jù)此提出了相應(yīng)的抗干擾對(duì)策[8]。

2 區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)的原理與影響

從技術(shù)的角度，通過(guò)關(guān)閉部分GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式阻斷特定區(qū)域的GPS服務(wù)并不難實(shí)現(xiàn)，但其帶來(lái)的影響值得分析討論。

2.1 區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)的基本原理

要評(píng)估GPS區(qū)域性關(guān)閉帶來(lái)的影響，可以從GNSS導(dǎo)航定位的基本原理進(jìn)行分析。GNSS定位的基本原理是用戶接收機(jī)根據(jù)接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，確定衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間的距離，從而進(jìn)一步解算出用戶接收機(jī)的空間位置，即“三球交匯定位原理”。具體公式為

式中：ρi為導(dǎo)航衛(wèi)星到用戶接收機(jī)的距離；(xi,y i,zi)為導(dǎo)航衛(wèi)星的坐標(biāo)；(xu,yu,zu)為用戶接收機(jī)的坐標(biāo)。由于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)包含了信號(hào)播發(fā)時(shí)刻的信息，并以電磁波的形式在空間中傳播，iρ亦可表示為

式中：c為信號(hào)傳播速度即光速3×108m/s；T2和T1分別為導(dǎo)航信號(hào)被接收的時(shí)刻和導(dǎo)航信號(hào)播發(fā)的時(shí)刻。根據(jù)式（1）和式（2），由于衛(wèi)星在固定的軌道上運(yùn)行，參考導(dǎo)航信號(hào)中的衛(wèi)星星歷等信息可以很容易確定信號(hào)播發(fā)時(shí)刻衛(wèi)星的坐標(biāo)(xi,y i,zi)，而T2和T1均為可觀測(cè)量，所以要求解用戶接收機(jī)的坐標(biāo) (xu,yu,zu)，需聯(lián)立3個(gè)方程，即需要接收機(jī)同時(shí)接收3顆衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)。

但在實(shí)際中，衛(wèi)星的時(shí)鐘為高精度的原子鐘，而用戶接收機(jī)受到成本和體積等因素的限制，其時(shí)鐘一般采用低精度的晶振材料，導(dǎo)致衛(wèi)星與接收機(jī)存在鐘差Δt。由于信號(hào)傳播速度為光速，衛(wèi)星與接收機(jī)間1 ms的鐘差將導(dǎo)致300 000 m的距離誤差，如不考慮鐘差將導(dǎo)致定位結(jié)果不可用。因此，在式（2）基礎(chǔ)上增加了變量鐘差，并考慮了信號(hào)通過(guò)電離層和對(duì)流層所產(chǎn)生的誤差，即

式中：Δt為鐘差；D為信號(hào)通過(guò)電離層和對(duì)流層所產(chǎn)生的誤差。在式（3）中，D可以通過(guò)特定的模型計(jì)算得到，故共存在 (xu,yu,zu)和Δt4個(gè)未知數(shù)，通過(guò)聯(lián)立4個(gè)方程構(gòu)成1個(gè)非線性方程組，將非線性方程組線性化即可求解，其定位原理如圖1所示。

圖1 GNSS定位原理

當(dāng)GNSS用戶接收機(jī)同時(shí)接收4顆衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)時(shí)，即可完成1次定位[9-10]。在沒(méi)有基準(zhǔn)站的航海導(dǎo)航過(guò)程中，“銀河號(hào)”貨輪就是通過(guò)這種方式完成定位和導(dǎo)航的。而要想通過(guò)關(guān)閉部分衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)阻斷特定區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，就要讓該區(qū)域內(nèi)接收機(jī)可接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)量小于4顆[11]。

2.2 區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)的影響

由于GNSS的信號(hào)通常為廣播式信號(hào)，無(wú)法具體控制導(dǎo)航信號(hào)的傳播方向。以GPS為例，其衛(wèi)星軌道高度為20 180 km，信號(hào)范圍約28°，對(duì)應(yīng)的地球圓心角約152°，導(dǎo)航信號(hào)在地面的覆蓋范圍十分廣泛[12]。

通過(guò)國(guó)際GNSS服務(wù)組織（International GNSS Service, IGS）提供的精密星歷，可以對(duì)關(guān)閉部分衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)、阻斷目標(biāo)區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的情況進(jìn)行仿真模擬。文獻(xiàn)[13]以GPS星座為例，通過(guò)IGS精密星歷仿真模擬關(guān)閉部分衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，使在目標(biāo)區(qū)域的可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)目為3顆，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性不可定位[13]。具體做法為，將全球按照1°的經(jīng)緯度分辨率，劃分為360×180個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)，基于不可定位區(qū)域最小準(zhǔn)則（即分析每種關(guān)閉方式所導(dǎo)致的在全球范圍內(nèi)不可定位區(qū)域的面積，選取其中不可定位面積最小的方式）的導(dǎo)航信號(hào)關(guān)閉策略下實(shí)現(xiàn)區(qū)域性定位阻斷，流程如下：

步驟1：在第k個(gè)觀測(cè)歷元，采用IGS精密星歷計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的可觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)n。

步驟3：在C種信號(hào)關(guān)閉策略中，選取不可定位面積最小的信號(hào)關(guān)閉策略作為實(shí)現(xiàn)區(qū)域性定位阻斷的導(dǎo)航信號(hào)關(guān)閉策略，并按照此策略對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行關(guān)閉。

步驟4：k=k+1，重復(fù)步驟1。其中k為觀測(cè)歷元數(shù)，n為可觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)。

通過(guò)此種方式，可以模擬在24 h內(nèi)，關(guān)閉阿富汗喀布爾地區(qū)民用GPS服務(wù)對(duì)區(qū)域外導(dǎo)航服務(wù)帶來(lái)的影響。其中目標(biāo)區(qū)域?yàn)锳BCD4點(diǎn)連線，A點(diǎn)坐標(biāo)（34.07°N，68.72°E），B點(diǎn)坐標(biāo)（35.07°N，68.72°E），C點(diǎn)坐標(biāo)（35.07°N，69.72°E），D點(diǎn)坐標(biāo)（34.07°N，69.72°E）。圖2顯示了24 h內(nèi)基于不可定位區(qū)域最小準(zhǔn)則，對(duì)阿富汗喀布爾地區(qū)民用GPS導(dǎo)航信號(hào)關(guān)閉得到的全球格網(wǎng)定位可用性分布情況。

圖2 GPS區(qū)域性關(guān)閉引起全球定位可用性變化分布[13]

圖2中陰影部分由黑到白分別表示可用性由0（全部時(shí)段不可用）到100%（全部時(shí)段可用），其他數(shù)字則表示部分時(shí)段可用（如0.5表示50%的時(shí)段可用）。對(duì)結(jié)果分析可得，關(guān)閉部分導(dǎo)航信號(hào)可以有效阻斷一定區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，但與此同時(shí)，全球約49%以上地區(qū)的用戶會(huì)因此無(wú)法使用民用定位服務(wù)，約9.5%的地區(qū)的定位可用性也會(huì)因此降至90%以下；此外，在目標(biāo)點(diǎn)1 640 km范圍內(nèi)的地區(qū)，定位可用性降到了50%以下[13]。仿真結(jié)果顯示，利用關(guān)閉部分導(dǎo)航信號(hào)的辦法對(duì)區(qū)域外GPS定位性能有很大影響，甚至無(wú)法滿足通常意義上的民用導(dǎo)航服務(wù)，其影響區(qū)域已遠(yuǎn)超作戰(zhàn)區(qū)域的范圍，故關(guān)閉部分導(dǎo)航信號(hào)的方法并不適用于導(dǎo)航戰(zhàn)[14]。

目前，GNSS作為軍民兩用系統(tǒng)，已經(jīng)成為各國(guó)的導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、交通、電力、農(nóng)業(yè)、建筑、通訊、能源、金融等諸多領(lǐng)域，且許多領(lǐng)域均對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)產(chǎn)生了較高的依賴度。一旦全球范圍內(nèi)GPS民用服務(wù)大面積中斷，世界各國(guó)高度依賴GPS的眾多領(lǐng)域?qū)⑹艿絿?yán)重影響甚至癱瘓，給社會(huì)生產(chǎn)生活和公共秩序帶來(lái)重大破壞，造成無(wú)法估量的巨大經(jīng)濟(jì)損失。而美國(guó)作為GPS的主要受益方和依賴GPS程度較高的國(guó)家，必將首當(dāng)其沖受到影響。不難判斷，在區(qū)域性導(dǎo)航戰(zhàn)中，GPS區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)帶來(lái)的正向收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于全球范圍內(nèi)GPS中斷對(duì)美國(guó)造成的損失。通過(guò)關(guān)閉部分GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式阻斷特定區(qū)域的GPS服務(wù)將得不償失，在實(shí)踐上是不可行的。

事實(shí)上，“銀河號(hào)”事件發(fā)生時(shí)，GPS導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，即使美國(guó)真的通過(guò)關(guān)閉部分GPS衛(wèi)星信號(hào)的方式，關(guān)閉了“銀河號(hào)”所在區(qū)域的GPS民用導(dǎo)航服務(wù)，受影響的將不只是一艘“銀河號(hào)”，而是全世界范圍內(nèi)的眾多車輛、貨輪和客機(jī)，以及其他高度依賴GPS的人員和設(shè)備。但是，在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，沒(méi)有任何關(guān)于 “銀河號(hào)”事件發(fā)生時(shí)，全球范圍內(nèi)GPS信號(hào)異常的記錄。

翻閱國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)有關(guān)“銀河號(hào)”事件的報(bào)道，不僅沒(méi)有任何有關(guān)于“銀河號(hào)”GPS被關(guān)閉的記載，反而清楚地記錄著是由于美國(guó)強(qiáng)行向有關(guān)國(guó)家施壓，禁止“銀河號(hào)”駛?cè)敫劭?，“銀河號(hào)”才不得不在海上停泊了22天[15-16]。目前，廣泛存在的有關(guān)“銀河號(hào)”GPS被區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)的陳述，均出現(xiàn)在2008年以后，直到今天仍不斷。綜上可以判斷，美軍通過(guò)關(guān)閉部分導(dǎo)航衛(wèi)星讓“銀河號(hào)”所在區(qū)域的民用導(dǎo)航服務(wù)失效，迫使其停船的言論是假消息；戰(zhàn)時(shí)，美軍可以通過(guò)控制GPS衛(wèi)星，關(guān)閉特定區(qū)域的GPS民用導(dǎo)航信號(hào)的觀點(diǎn)是不成立的。

3 GPS區(qū)域性電磁干擾

雖然直接關(guān)閉特定區(qū)域GPS信號(hào)的做法并不可行，但是在作戰(zhàn)中，讓特定區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)失效的方法確實(shí)存在。在區(qū)域性導(dǎo)航戰(zhàn)背景下，通常采用電磁干擾的手段對(duì)特定區(qū)域?qū)嵤┕?。根?jù)干擾方式的不同，針對(duì)GNSS的電磁干擾通?？煞譃閴褐剖礁蓴_和欺騙式干擾。

3.1 壓制式干擾

壓制式干擾是從信號(hào)強(qiáng)度上發(fā)動(dòng)攻擊，通過(guò)干擾機(jī)發(fā)出與導(dǎo)航信號(hào)同頻段的干擾信號(hào)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行覆蓋，從而使導(dǎo)航終端無(wú)法收到導(dǎo)航信號(hào)完成定位[17]。

由于導(dǎo)航衛(wèi)星距離用戶非常遙遠(yuǎn)，其導(dǎo)航信號(hào)到達(dá)用戶接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度一般十分微弱[18]。以GPS為例，其衛(wèi)星到達(dá)地表的信號(hào)強(qiáng)度僅約為-160 dB·W[19]，再加上無(wú)線電技術(shù)的廣泛應(yīng)用造成的復(fù)雜電磁背景，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)非常容易被強(qiáng)信號(hào)所覆蓋和干擾。在目前的實(shí)際應(yīng)用中，壓制式干擾對(duì)軍用導(dǎo)航信號(hào)和民用導(dǎo)航信號(hào)均可以起到較好的干擾效果。

3.2 欺騙式干擾

欺騙式干擾是從信號(hào)特征上發(fā)動(dòng)攻擊，通過(guò)偽基站發(fā)出一系列的虛假導(dǎo)航信號(hào)，誘騙導(dǎo)航終端依據(jù)虛假導(dǎo)航信號(hào)輸出錯(cuò)誤的導(dǎo)航信息或無(wú)法輸出導(dǎo)航信息，從而干擾正常的導(dǎo)航服務(wù)[20]。

由于軍用導(dǎo)航信號(hào)采取安全性較高的軍碼，難以直接破譯，因而軍用導(dǎo)航終端一般不容易受到欺騙式干擾的有效攻擊[21]。而民用導(dǎo)航信號(hào)，因其格式、密碼等信息高度公開(kāi)，接收機(jī)比較容易受到欺騙。目前，欺騙式干擾可以較為有效地干擾民用導(dǎo)航信號(hào)[22]。

3.3 電磁干擾的優(yōu)勢(shì)

在導(dǎo)航戰(zhàn)中，電磁干擾效果好，成本低，且不會(huì)帶來(lái)作戰(zhàn)區(qū)域外的經(jīng)濟(jì)損失，是應(yīng)用最為廣泛的重要攻擊手段。根據(jù)資料表明，通過(guò)購(gòu)買市場(chǎng)上公開(kāi)銷售的電子元件，即可制作讓半徑16 km區(qū)域內(nèi)的GPS接收機(jī)無(wú)法正常工作的干擾機(jī)，而其成本僅需400美元[23]。如果當(dāng)年“銀河號(hào)”的GPS設(shè)備確實(shí)失效，則可能是美軍采取了區(qū)域性電磁干擾的攻擊手段。

4 抗干擾對(duì)策探討

4.1 抗干擾的誤區(qū)

認(rèn)識(shí)到區(qū)域性導(dǎo)航戰(zhàn)中，GPS無(wú)法實(shí)現(xiàn)區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)，可以糾正衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域過(guò)去的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。在BDS投入使用前，曾有研究基于GPS區(qū)域性關(guān)閉信號(hào)的假設(shè)，提出采取GPS民用信號(hào)和GLONASS民用信號(hào)相結(jié)合的導(dǎo)航方式，意圖增強(qiáng)抗干擾性，提高戰(zhàn)時(shí)生存能力。實(shí)際上，GPS并不會(huì)區(qū)域性關(guān)閉，在實(shí)際作戰(zhàn)中主要采取電磁干擾的方式攻擊敵方衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。而干擾GPS民用信號(hào)與同時(shí)干擾GPS民用信號(hào)和GLONASS民用信號(hào)在成本和難度上幾乎沒(méi)有區(qū)別，這種“弱”加“弱”并不等于“強(qiáng)”。通過(guò)多個(gè)民用導(dǎo)航信號(hào)組合的方式意圖提升抗干擾能力，在實(shí)戰(zhàn)背景下將是完全無(wú)效的策略。

需要指出的是：認(rèn)識(shí)到GPS區(qū)域性關(guān)閉的可能性不存在，并不意味著我們可以放心大膽地依賴美國(guó)的GPS；恰恰相反，我們必須大力開(kāi)發(fā)建設(shè)我國(guó)的BDS。GPS區(qū)域性關(guān)閉雖然并不現(xiàn)實(shí)，但GPS軍用導(dǎo)航信號(hào)，出于安全考慮決不可能提供給我國(guó)使用，且GPS民用導(dǎo)航信號(hào)的抗干擾能力遠(yuǎn)低于軍用導(dǎo)航信號(hào)，所以只有自主研發(fā)完全屬于我國(guó)的GNSS，才能滿足我國(guó)高精度、高抗干擾性的導(dǎo)航定位需求，更好地服務(wù)于我國(guó)的國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。此外，大力開(kāi)發(fā)建設(shè)BDS，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步、培育專業(yè)技術(shù)人才、促進(jìn)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提升我國(guó)綜合國(guó)力都有著極其重要的意義。

4.2 抗干擾的對(duì)策

目前，無(wú)論是對(duì)于BDS還是GPS，良好的抗干擾性都是導(dǎo)航系統(tǒng)正常工作的重要保障，可以有效地提升戰(zhàn)時(shí)的生存能力。要提升GNSS的抗干擾性能，可以從以下幾個(gè)方面入手：

1）從系統(tǒng)科學(xué)的角度優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)。GNSS作為整體，在設(shè)計(jì)時(shí)需統(tǒng)籌考慮其穩(wěn)定性和抗干擾性。具體而言，可以采用增設(shè)備份衛(wèi)星和備份地面站，改進(jìn)星座結(jié)構(gòu)，構(gòu)建星間鏈路[24]等手段，并避免出現(xiàn)短板效應(yīng)。

2）優(yōu)化導(dǎo)航信號(hào)設(shè)計(jì)。導(dǎo)航信號(hào)設(shè)計(jì)與信號(hào)的干擾性具有密切關(guān)系[25]。為提高信號(hào)抗干擾性可以采取兩方面的措施優(yōu)化信號(hào)：

一是軍用信號(hào)獨(dú)占頻譜。在區(qū)域性導(dǎo)航戰(zhàn)中，對(duì)該區(qū)域敵方的所有導(dǎo)航信號(hào)和己方的民用導(dǎo)航信號(hào)都需要進(jìn)行干擾。如果己方軍用信號(hào)和民用信號(hào)重疊，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的干擾。

二是增發(fā)無(wú)數(shù)據(jù)調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào)。數(shù)據(jù)調(diào)制會(huì)影響信號(hào)接收的靈敏度，通過(guò)播發(fā)無(wú)數(shù)據(jù)調(diào)制的導(dǎo)頻信號(hào)，可以提升接收信號(hào)的靈敏度，提高信號(hào)抗干擾性。

3）戰(zhàn)時(shí)對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行功率增強(qiáng)[26]。以GPS的“BlockⅢ-C”衛(wèi)星為例，其高增益的點(diǎn)波束相控陣天線技術(shù)，能夠在戰(zhàn)時(shí)將GPS的信號(hào)強(qiáng)度提高數(shù)十分貝，為用戶終端提供抗干擾余量，極大地提升GPS的戰(zhàn)時(shí)可靠性與穩(wěn)定性[27]。

4）改進(jìn)接收機(jī)的抗干擾配置。接收機(jī)是GNSS與用戶交互的終端，直接影響著系統(tǒng)輸出導(dǎo)航信息的準(zhǔn)確性和有效性[25]。通過(guò)改良接收機(jī)的抗干擾天線和濾波器等設(shè)備，可以更有效地將干擾信號(hào)與導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行分離，在剔除干擾信號(hào)的同時(shí)，確保對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的影響最小化。此外，用戶接收機(jī)還可以采取將衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與慣性導(dǎo)航技術(shù)、天文導(dǎo)航技術(shù)等自主式導(dǎo)航相結(jié)合的方式，構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較好的復(fù)合抗干擾能力。

5）在戰(zhàn)區(qū)設(shè)置偽衛(wèi)星平臺(tái)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾能力較弱，重要原因之一是衛(wèi)星到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)微弱。通過(guò)在戰(zhàn)區(qū)設(shè)置偽衛(wèi)星平臺(tái)，播發(fā)與導(dǎo)航衛(wèi)星頻率、格式完全相同的導(dǎo)航信號(hào)，可以成百上千倍地提高導(dǎo)航信號(hào)強(qiáng)度，從而大大增加特定區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾能力。

6）增強(qiáng)對(duì)干擾源的反偵測(cè)能力。在戰(zhàn)時(shí)，可以通過(guò)廣泛設(shè)置的干擾源監(jiān)測(cè)設(shè)備和反干擾定位系統(tǒng)，找出敵方的干擾源，并對(duì)其進(jìn)行毀傷，從而直接地消除敵方干擾。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于GPS而言，區(qū)域性關(guān)閉導(dǎo)航服務(wù)并非切實(shí)可行的手段。在導(dǎo)航戰(zhàn)中，電磁干擾是最為經(jīng)濟(jì)、高效和常用的攻擊手段。要提高GNSS的穩(wěn)定性和戰(zhàn)時(shí)生存能力，不能采取多種民用信號(hào)組合的方式，而必須堅(jiān)持改進(jìn)抗干擾技術(shù)，優(yōu)化抗干擾策略，從多個(gè)維度提升系統(tǒng)的抗干擾能力。