博文：Navigation warfare: the battle lines
作者：彼得·鲍曼，国防和军事分析访学研究生
2018年12月21日，英国国际战略研究所(IISS)发布彼得·鲍曼的博客文章指出，卫星导航系统为战争带来了前所未有的准确性，然而，随着在位置和时间数据方面对这些系统的依赖程度越来越高，军事行动越来越容易受到信号被对手中断的影响。
精确制导武器为战争带来了前所未有的准确性，但是这有风险。在“导航战”标题下，导航架构的核心支柱——卫星导航，现在成为攻击的目标，也是一种需要保护的资产。
导航战场
导航战是争夺全球导航卫星系统(GNSS)信号且同时剥夺对手信号获取能力的战斗。这些系统包括作为基准的美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯GLONASS，欧洲“伽利略”和中国“北斗”。所有这些系统都提供高精度的导航和定时数据。
军事系统越来越依赖全球导航卫星系统进行指挥和控制、导航以及精确制导弹药的投掷。卫星导航系统如此重要，以至于它们越来越成为敌方降低其性能或使其拒绝访问的焦点。
天基系统的性质使其存在一种脆弱性。卫星和接收器之间远达数千公里，意味着与大多数通常只需传播数十或数百公里的其他商业无线电波相比信号较弱。在全球导航卫星系统使用的频带上，可使用干扰器传播噪声来抑制信号接收。相对简单和低成本的商用干扰器是很容易获得的。
干扰和欺骗
各国和一些非国家行为者已经开发或获得了更复杂的高功率干扰机，在叙利亚、乌克兰东部和朝鲜经常记录到信号辐射。2013年4月，位于韩国首都首尔的韩国飞机的导航系统和移动电话网络被一个显然是从朝鲜50瓦干扰系统传播出来的辐射严重扰乱。
除了简单干扰之外，十分接近全球导航卫星系统真实数据的欺骗设备也开发出来了，以操纵由接收器确定的位置和定时解决方案。干扰干脆破坏了全球导航卫星系统信号的接收能力，但欺骗更加隐蔽，有可能通过产生错误的定位和定时来影响决策和行动。今天，军事和民间团体有能力轻松地欺骗未加密的全球导航卫星系统信号。然而，常规的欺骗技术对于加密的军用全球导航卫星系统(例如无加密密钥先备知识的GPS的P(Y)版本)是无效的。但这些信号可能容易受到meaconing模拟干扰(掩蔽信标，masked beaconing)的另一种欺骗攻击。该技术使用信号复示器来捕获和重新传播具有时偏的真实信号。在实践中，对于具有内置信号完整性检测的先进接收器而言，这种影响具有挑战性。
鉴于可以实现廉价和轻松的干扰和欺骗，使全球导航卫星系统失效可能成为不对称(或有限)作战的有效工具。
在战略层面的冲突中，全球导航卫星系统星座本身可能成为目标，所受影响包括全部和永久丧失能力。美国现在认识到，必须准备好在没有GPS的情况下进行战斗并做好战备。例如，今年的“红旗演习”(18-1)有一段时间以GPS完全被封锁为特征，而美国海军在经历了10年的间歇后于2016年在美国海军学院重新引入了天体导航课程。
建立防御
除了回归传统导航之外，当前的研究正在寻求确定如何改进全球导航卫星系统的安全性，同时又能保持所有用户自由而轻松地访问。通过改变全球导航卫星系统信号本身对每个消息进行认证检查，从而验证发送者，可以提高抗欺骗能力。但是，此过程需要在空间段和用户设备中进行重大软件修订。通过将附加时钟与全球导航卫星系统输入信号同步，可以保护对时间要求严格的应用，以便在信号丢失期间及早发现欺骗和持续提供服务。
由于在不相应增加卫星发射质量(和成本)的情况下不能显著增加信号广播功率，因此全球导航卫星系统将保持固有的易受干扰性。然而，鉴于干扰宽频带需要极高的功率，诸如跳频和扩频技术可以提供一些防御手段。
陆基增强系统也能用来提供额外的更高强度信号，并且全球导航卫星系统接收器可以配备定向零偏转天线，以在增强全球导航卫星系统信号的同时衰减干扰噪声。然而，通常只有军事客户负担得起这些系统，而在更广泛的民用市场中不太可能具有商业可行性。
自从20世纪60年代引入第一个实用的卫星导航系统——Transit以来，全球导航卫星系统技术得到了显著发展。它将继续改善并为广大的全球用户群提供服务。
但是，所有用户都需要认识到全球导航卫星系统功能很容易受到损害，并需要相应地准备数字和物理防护措施。许多保护措施相对便宜，并可以相对快速地集成到全球导航卫星系统的用户系统之中。鉴于关键国家基础设施和依赖该服务的军事硬件受人摆布可能产生的严重后果，还应该认真考虑对政府用户的系统设备进行更为昂贵的升级。
（中国航空工业发展研究中心 科技信息研究所）
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