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什么是GNSS干扰?了解其影响及应对准备

发表日期:2026/01/14 浏览次数:

全球导航卫星系统(GNSS)干扰正成为日益严峻的射频威胁,对军事和民用领域中依赖GPS的系统造成影响。本文将介绍什么是干扰、其作用原理,以及如何测试系统的抗干扰能力。

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电子战与GNSS干扰:全景概览

电子战(EW)是指通过战略性地运用电磁频谱(EMS)来获取战术优势——无论是在军事冲突还是涉及民用领域所造成破坏的场景中。电子战涵盖多种活动,包括电子攻击(EA)、电子防护(EP)和电子支援(ES)。GNSS干扰属于电子攻击范畴,其通过针对射频(RF)信号来阻止获取定位、导航与授时(PNT)信息。与大多数通信信号不同,GNSS信号抵达地球表面时的功率极低,这使其极易受到哪怕是相对微弱的射频能量源的干扰。在电子战场景中,干扰是一种蓄意采用的战术,旨在削弱或阻断这些信号在关键服务中的应用。

究竟什么是GNSS干扰?

从本质上讲,GNSS干扰是指蓄意发射射频信号,以干扰合法卫星导航信号的接收。虽然来自故障电子设备或屏蔽不佳的设备所产生的无意干扰会降低(接收机的)系统性能,但干扰行为则是蓄意通过噪声淹没或破坏GNSS接收机所处频谱环境的方式,使其无法正常工作。实施此类攻击无需复杂技术手段,在许多情况下,仅需在特定范围内启用市售干扰器,便可对未受?;さ南低吃斐纱蠓段Ц扇?。攻击意图可能各异——在军事场景中是为了中断服务,在民用场景中则可能是为了掩盖车辆行踪——但其作用机制相同:均是将射频能量作为对抗定位与授时功能的武器。

干扰信号类型

干扰形式多样,干扰信号的特性往往决定了攻击的有效性和可探测性。一些常见类型包括:

●  连续波(CW)干扰:在单一频率上发射恒定信号,可有效针对特定GNSS频段实施干扰。

●  啁啾或扫频干扰:通过随时间变化频率,干扰更宽频带的GNSS信号,从而绕过静态滤波器。

●  噪声干扰:采用宽频谱干扰,可同时淹没多个信号。

●  脉冲干扰:发射间歇性高能脉冲,降低性能的同时更难被探测到。

上述分类并非穷尽所有类型——新型波形与混合干扰技术仍在不断涌现,每一种都给系统设计人员和操作人员带来了独特挑战。

谁会使用干扰手段——以及为何使用?

干扰手段在军事和民用领域均有应用,其动机涵盖国家安全到普通犯罪等不同层面。在战场上,军方会部署干扰器,阻止敌方获取GNSS信号、干扰无人机导航,或?;ぜ悍阶什卸踩?。在现代冲突中,这些战术已成为常规手段,因为态势感知和精准打击高度依赖卫星系统。在军事领域之外,干扰行为也日益普遍。犯罪分子可能使用干扰器,禁用被盗车辆或货物的GPS追踪功能。在某些情况下,商用车辆驾驶员会携带低成本干扰器,以逃避车队监控系统或基于收费的追踪。走私者和抗议者也采用干扰手段来隐蔽行踪或破坏监控。如今,小型、廉价且易于使用的干扰设备在网上随处可得,使得这一曾经专业化的威胁演变为普遍存在的问题。

干扰对未受?;は低车挠跋?/span>

依赖GNSS却缺乏充分自我保护的系统,极易受到干扰的严重影响。最直接的后果是卫星信号失锁,导致无法确定位置、速度或时间。在某些情况下,接收机性能可能逐渐下降,出现运行异?;蚴菔涑龃蠓映?。不同应用场景所受影响各异:在航空领域,进近航道附近的干扰可能导致基于卫星的着陆辅助系统失效;在电信行业,精确授时是网络同步的关键,即使GNSS出现轻微中断,也可能引发连锁反应,导致服务中断;而海事导航、金融交易、精准农业和自动驾驶汽车等领域,一旦GNSS的可用性受损,均将面临重大运营风险。

如何缓解GNSS干扰问题

目前并无一种普适性的方法可彻底消除干扰。相反,有效的缓解措施需采用分层策略,综合运用硬件、软件及操作层面的多种手段。在接收机层面,自适应滤波和时频分析等技术有助于分离并抑制干扰信号。部分系统采用先进的天线技术,如可控接收模式天线(CRPAs),通过空间滤波来抑制干扰信号?;褂幸恍┫低骋览刀嗥刀胃偌际?,通过跨多个卫星频段实现信号冗余,从而增强抗干扰能力。系统设计人员还会采用融合方案,将GNSS与惯性传感器、气压计或视觉里程计相结合,确保在卫星信号不可用时仍能维持导航功能。从更宏观的层面看,基于基础设施的措施——如射频监测、干扰源定位和态势感知工具——有助于实现干扰的检测与早期响应。

为何开展稳健的干扰测试至关重要

随着GNSS干扰愈发频繁且复杂化,针对干扰的测试已成为系统设计与验证过程中不可或缺的关键环节。尽管在实际环境中开展测试在某些特定场景下具有一定价值,但由于可能引发意外干扰,此类测试往往受到法律限制或严格管控。因此,基于实验室可控环境的仿真测试成为评估系统脆弱性与性能表现最可靠且可复现的方法。借助先进的GNSS仿真器,工程师能够在可重复的条件下模拟多种干扰场景——从基础的连续波干扰到复杂时变波形干扰。这使其能够提前测量系统对干扰的响应情况,评估抗干扰策略的有效性,并在部署前识别潜在故障模式。

结语:为充满干扰的未来做好准备

GNSS干扰已不再是新兴风险——而是当前日益严峻的现实。从战场到高速公路,从数据中心到无人机,所有依赖GPS及其他GNSS信号的系统,均面临来自不断增多的射频干扰技术的威胁。应对这一威胁需要综合运用认知提升、技术工程和稳健测试等多种手段。通过深入了解干扰本质、认清其影响并构建分层防御体系,开发人员和运维人员能够?;つ切┬枰览稻肌⒉患涠螾NT服务的关键系统。