衛(wèi)星導(dǎo)航的

干擾和應(yīng)對

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為信息社會重要的基礎(chǔ)設(shè)施，為全球用戶提供全天候、高精度的定位、測速和授時服務(wù)，在電力、交通、通信、金融和國防等諸多領(lǐng)域，以及人們生活中都有著廣泛應(yīng)用。但是近年來衛(wèi)星導(dǎo)航干擾事件頻發(fā)，其安全性問題越發(fā)引起人們的關(guān)注和重視。

2026 年 3 月，霍爾木茲海峽及波斯灣周邊24h 內(nèi)有超 1100 艘民用船舶的船載導(dǎo)航、自動識別系統(tǒng)（AIS）顯示的位置被系統(tǒng)性偏移，部分船舶定位直接跳至機場、伊朗內(nèi)陸甚至核電站上空，出現(xiàn)“船舶在陸地上航行”“跨海域環(huán)形漂移”的詭異軌跡，與物理現(xiàn)實完全脫節(jié)。在阿聯(lián)酋迪拜、阿布扎比等核心城市也多次出現(xiàn)大范圍民用導(dǎo)航定位異常，司機在迪拜的謝赫·扎耶德路行駛，肉眼可見哈利法塔，導(dǎo)航卻顯示身處波斯灣；外賣騎手的配送目的地被定位至數(shù)百千米外的沙漠或海域。

衛(wèi)星導(dǎo)航易被干擾原因和干擾類型

易被干擾原因

由于目前導(dǎo)航衛(wèi)星軌道高度基本在 2 萬千米左右（靜止軌道導(dǎo)航衛(wèi)星高度在 3.6 萬千米左右），其信號到達地面時的功率很低，在 -160dBW 左右（信號強度相當(dāng)于 2 萬千米外幾十瓦燈泡發(fā)出的光），因此地面僅需毫瓦級功率的小型干擾機，就能在幾千米局部區(qū)域完全淹沒真實衛(wèi)星信號。另外，民用導(dǎo)航信號體制公開的設(shè)計初衷是最大限度地保證全球用戶都能免費、便捷地使用，這種“公開”帶來的雙刃劍效應(yīng)，也為偽造和欺騙提供了可能。

干擾類型

導(dǎo)航干擾主要分為壓制干擾和欺騙干擾。

壓制干擾通過發(fā)射大功率噪聲直接壓制真實信號，導(dǎo)致接收機無法正常接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號，致使定位、授時與測速等服務(wù)中斷。壓制干擾樣式包括：連續(xù)波、掃頻連續(xù)波、帶限高斯白噪聲、窄帶 / 寬帶調(diào)頻等相關(guān)干擾，篇幅原因這里不做詳細分析。

欺騙干擾通過偽造與真實衛(wèi)星導(dǎo)航信號高度相似的信號，誘導(dǎo)接收機捕獲并跟蹤，從而在接收機無感知的情況下輸出錯誤的定位、時間或速度信息。欺騙干擾進一步又分為轉(zhuǎn)發(fā)式、生成式及入侵式 3 類。

（1）轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙：將接收到的真實衛(wèi)星信號進行延時、放大而產(chǎn)生的欺騙信號。

（2）生成式欺騙：不依賴真實衛(wèi)星信號，一般利用衛(wèi)星導(dǎo)航信號模擬器產(chǎn)生的欺騙信號。

（3）入侵式欺騙：一種特殊的生成式欺騙信號。該欺騙信號在開始施放時與當(dāng)前能夠接收到的各導(dǎo)航衛(wèi)星信號在時間上同步，功率一般略大于真實導(dǎo)航衛(wèi)星信號，所模擬的衛(wèi)星星歷與真實導(dǎo)航衛(wèi)星相同，是讓接收機不經(jīng)捕獲直接接收的欺騙信號。

導(dǎo)航干擾有哪些后果

欺騙干擾會導(dǎo)致接收機輸出錯誤的定位、時間或速度信息，在依賴導(dǎo)航服務(wù)的現(xiàn)代社會中引發(fā)連鎖反應(yīng)，甚至導(dǎo)致局部或全部癱瘓。相比之下，壓制干擾只是導(dǎo)致接收機無法正常接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號，中斷衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)，盡管其效果直接，但通常容易被察覺，影響也沒欺騙干擾嚴(yán)重。這里重點分析欺騙干擾可能引發(fā)的后果。

對基礎(chǔ)設(shè)施的影響

（1）電力系統(tǒng)。電網(wǎng)的同步相量測量單元、電子合并單元、故障定位系統(tǒng)等依賴衛(wèi)星導(dǎo)航提供統(tǒng)一時間基準(zhǔn)。欺騙干擾導(dǎo)致電網(wǎng)時間錯誤，可能引發(fā)保護誤動作，連鎖跳閘，甚至大面積停電。

（2）通信網(wǎng)絡(luò)。4G/5G 移動通信基站、衛(wèi)星通信地面站、廣播電視發(fā)射臺需通過衛(wèi)星導(dǎo)航實現(xiàn)高精度時間和頻率同步。欺騙干擾使基站或發(fā)射臺的時頻同步錯誤，會導(dǎo)致通話質(zhì)量下降、數(shù)據(jù)傳輸丟包、通信中斷，甚至通信網(wǎng)崩潰。

（3）金融交易。股票交易、銀行結(jié)算、區(qū)塊鏈等證券結(jié)算領(lǐng)域依賴高精度時間戳確保交易順序和不易篡改。欺騙干擾導(dǎo)致時間戳錯誤，可能引發(fā)交易糾紛，甚至導(dǎo)致金融市場動蕩。

（4）交通運輸。民航飛機依賴衛(wèi)星導(dǎo)航進行精密進近、航路導(dǎo)航和防撞預(yù)警（如 ADS-B），欺騙干擾可能導(dǎo)致飛機偏離航線、誤判高度，引發(fā)空中碰撞風(fēng)險。無人機依賴衛(wèi)星導(dǎo)航進行航線規(guī)劃，欺騙干擾可能導(dǎo)致無人機碰撞障礙物炸機或墜機。船舶依賴衛(wèi)星導(dǎo)航進行航線規(guī)劃、避免碰撞和港口靠泊，欺騙干擾可能導(dǎo)致船舶迷航、碰撞港口設(shè)施或其他船只，尤其在狹窄航道或惡劣天氣下風(fēng)險劇增。欺騙干擾還會導(dǎo)致無人駕駛車輛定位漂移，路徑規(guī)劃錯誤，可能引發(fā)交通事故。

國防軍事

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是現(xiàn)代國防軍事設(shè)施的“神經(jīng)中樞”和“力量倍增器”，它的重要性已從單一的定位工具，演變?yōu)樨灤┣閳蟆⒅笓]、打擊、評估全鏈條的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。欺騙干擾可導(dǎo)致精確制導(dǎo)武器失靈、通信網(wǎng)絡(luò)崩潰、部隊協(xié)同混亂等后果。在中東的沖突中，衛(wèi)星導(dǎo)航欺騙與干擾早已成為常態(tài)化的電子戰(zhàn)手段，以色列為了反制伊朗、胡塞武裝、真主黨的自殺無人機、巡航導(dǎo)彈和火箭彈，在波斯灣等區(qū)域持續(xù)實施 GPS 壓制 + 欺騙干擾，成為戰(zhàn)場上最主要的干擾方，讓敵方大量精確制導(dǎo)武器偏航、墜海、打偏。

社會秩序

依賴定位授時的服務(wù)（如外賣、快遞、網(wǎng)約車、共享單車和移動支付等）全面癱瘓，將導(dǎo)致城市生活節(jié)奏混亂，引發(fā)公眾對數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的普遍不信任及恐慌。

如何應(yīng)對干擾威脅

對于大眾而言，使用專業(yè)的抗干擾設(shè)備應(yīng)對干擾威脅既不現(xiàn)實也無必要，但了解風(fēng)險并掌握一些基本的干擾知識和應(yīng)對策略，可以最大限度地保護自身安全和利益。人們在手機（包括各種需要定位信息的各類 App 軟件）或車載導(dǎo)航出現(xiàn)以下異常現(xiàn)象時，重啟設(shè)備后也無效（周圍設(shè)備也存在類似情況），這可能意味著受到了干擾或欺騙。

（1）在室外無遮擋環(huán)境下突然“衛(wèi)星信號弱”或無法定位，大概率是附近存在壓制干擾。

（2）定位突然嚴(yán)重漂移，靜止時定位點在地圖上亂跳或持續(xù)緩慢移動，時間顯示突然跳變，大概率是附近存在欺騙干擾。

出現(xiàn)上述情況時，可以采用以下應(yīng)對措施。

（1）利用地形與建筑遮擋。多數(shù)地面干擾源采用定向天線，其輻射能量具有顯著方向性。可迅速靠近高大建筑物、山體等遮蔽物邊上進行觀察，此類障礙物能有效衰減干擾信號強度，從而使設(shè)備暫時恢復(fù)正確衛(wèi)星信號捕獲；除非干擾源來自空中（如無人機）或功率極大，此舉通常有效。

（2）快速脫離影響區(qū)域。通常脫離核心區(qū)域幾百米后，由于干擾信號衰減，衛(wèi)星定位授時即可逐步恢復(fù)正常。

應(yīng)對此類情況，首要原則是保持冷靜、確保安全。可先利用環(huán)境進行遮蔽和判斷，若條件允許，最徹底的方法是盡快脫離可疑區(qū)域。

對于專業(yè)的接收機而言，在抗干擾與抗欺騙技術(shù)方面一般采取以下措施。

壓制干擾應(yīng)對措施

自適應(yīng)調(diào)零天線抗干擾技術(shù)是目前最有效的抗壓制干擾手段，能夠針對正在變化的信號環(huán)境自動調(diào)節(jié)天線波束的零點位置，使之對準(zhǔn)干擾信號來向，通過降低天線波束旁瓣電平實現(xiàn)對干擾信號的有效抑制；同時保證天線主瓣波束（指向有用信號方向）輸出始終處于最佳狀態(tài)，從而保證接收機繼續(xù)跟蹤衛(wèi)星信號，保持正常導(dǎo)航服務(wù)。

欺騙干擾應(yīng)對措施

盡管欺騙干擾信號在載波頻率、碼片速率、調(diào)制方式、擴頻碼碼型、電文格式等方面與真實信號相同，但它與真實信號相比仍然存在一定差別，否則就達不到欺騙干擾的目的。

欺騙干擾識別有很多方法，從基本原理上可分為基于加密算法和基于物理規(guī)律兩大類。

（1）基于加密算法識別的核心是“密碼學(xué)認(rèn)證”，接收機通過對衛(wèi)星信號中包含加密的、不可偽造的身份信息來判斷信號真?zhèn)巍Ｒ环N是如 GPS 的 P(Y) 碼和 M 碼等軍用加密信號，這些信號采用高強度的加密技術(shù)，民用接收機無法解碼，而軍用接收機通過密鑰驗證信號的合法來源；另外一種是如 Galileo 導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航電文認(rèn)證（OS-NMA 服務(wù)），它在公開導(dǎo)航電文中加入了數(shù)字簽名，任何接收機均可驗證電文是否由官方授權(quán)發(fā)布，從而防止電文篡改。不過從國內(nèi)外公開研究文獻成果看，這兩種方法很難對抗轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾。

（2）基于物理規(guī)律的方法，其本質(zhì)是利用物理規(guī)律對信號進行識別。導(dǎo)航衛(wèi)星信號與其他信號不同，導(dǎo)航衛(wèi)星信號中攜帶了衛(wèi)星運動的軌跡信息和衛(wèi)星上的時間信息。衛(wèi)星運動軌跡嚴(yán)格體現(xiàn)了力學(xué)規(guī)律，衛(wèi)星不可能無規(guī)律地運動。衛(wèi)星上的時間也必然是均勻、連續(xù)及單向流逝的。在接收衛(wèi)星信號過程中，也有很多物理規(guī)律直接影響到接收信號的參數(shù)，如多普勒頻移、電波傳播損耗和速度、電子元器件產(chǎn)生的熱噪聲、電波到達角度等，這些物理規(guī)律作用的影響可以被精確測算并且具有一個合理范圍。只要是來自導(dǎo)航衛(wèi)星的真實信號，必然會在多個維度同時與這些物理規(guī)律相吻合。

不過衛(wèi)星故障時偽距突變或?qū)Ш诫娢腻e誤，以及多徑信號存在時與欺騙干擾信號存在的情況具有高度的相似性，很容易造成虛警。因此采用物理規(guī)律識別方式，需排除衛(wèi)星故障及外部環(huán)境對相關(guān)參數(shù)檢測的影響。

結(jié)語

面對衛(wèi)星導(dǎo)航可能存在的干擾問題，建議從以下3 個方面著手。

加強知識普及和法規(guī)體系建設(shè)

社會大眾乃至許多行業(yè)從業(yè)者，對衛(wèi)星導(dǎo)航的脆弱性普遍缺乏基本認(rèn)知，應(yīng)啟動公共安全教育，讓行業(yè)和大眾了解衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)可能失效，并建立基本應(yīng)對預(yù)案。同時，完善無線電管理法規(guī)對欺騙干擾的法律定性、取證、溯源和懲處等方面建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對國家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施（如電力、交通、通信和金融等）所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備，要求其具備防欺騙功能，并需通過相關(guān)檢測認(rèn)證。

建立導(dǎo)航干擾監(jiān)測與應(yīng)急響應(yīng)機制

建立國家級的衛(wèi)星導(dǎo)航干擾監(jiān)測平臺，對全國主要區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航干擾信號進行全天候監(jiān)測、分析和預(yù)警。制定完善的衛(wèi)星導(dǎo)航安全應(yīng)急預(yù)案，一旦發(fā)生嚴(yán)重干擾，能夠及時告警、快速溯源以及物理清除。

加快構(gòu)建綜合時空信息服務(wù)體系

以衛(wèi)星導(dǎo)航為核心，將其他導(dǎo)航與授時技術(shù)（如慣性導(dǎo)航、長波授時、低軌衛(wèi)星導(dǎo)航等）進行深度融合，構(gòu)建一個彈性、可靠、連續(xù)且可信的國家綜合 PNT（Positioning，Navigation and Timing）體系。解決單一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)固有的脆弱性（信號弱、易受干擾、遮擋環(huán)境下不可用），確保在衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)降級、中斷或被欺騙時，關(guān)鍵應(yīng)用仍能獲得滿足精度和完好性要求的時空基準(zhǔn)服務(wù)。

技術(shù)的進步永遠伴隨著新的安全挑戰(zhàn)，我們必須正視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的脆弱性，通過技術(shù)創(chuàng)新、體系建設(shè)和意識提升，為社會和經(jīng)濟構(gòu)建一個更加安全、可靠、有韌性的時空信息服務(wù)體系。這既是國家安全的必然要求，也是現(xiàn)代社會平穩(wěn)運行的基石。

作者介紹

徐榮

南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院副教授，獲省部級科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎 2 項、三等獎 2 項，長期從事衛(wèi)星導(dǎo)航定位授時、時頻信號檢測和導(dǎo)航對抗等領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作。

肖甫

南京郵電大學(xué)黨委常委、副校長、教授、博士生導(dǎo)師，長期從事傳感器網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作。

張更新

南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，衛(wèi)星通信研究所所長，長期從事衛(wèi)星通信、空間信息網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星導(dǎo)航與測控等領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作。