CICC科普欄目:無聲的對抗——現代導航戰技術

2022-01-04 中國指揮與控制學會

GPS作為現代戰爭中重大的軍事信息系統,在戰時或者戰場上很容易遭到來自敵方的破壞和幹擾,而圍繞著GPS展開的利用與反利用、阻止與保護就是所謂的「導航戰」。美軍自1996年就開始謀劃實施「導航戰」(NAVWAR)計劃。

現代導航戰的目標和內容分別是:保護美國和盟國對GPS的軍事應用;防止敵方利用GPS;保持民用無線電導航的和平利用。由於保護(Protection)、防止(Prevention)和保持(Preservation)的首字母都是P,所以有時也把現代導航戰稱為「3P戰」。

 

無論是在軍事領域,還是在民用領域,導航衛星都發揮著重要的作用。

 

從技術上看,目前對GPS能夠構成的威脅是來自敵方的壓制幹擾,因此保護美國和盟國對GPS的軍事應用主要是通過GPS抗幹擾手段來實現,比較成熟的GPS抗幹擾技術包括幹擾對消器、自適應調零天線、波束控制和波束成形天線等,提高信號-噪聲比和降低幹擾-信號比,並且保證GPS接收機的天線對準GPS衛星的信號波束,或者使天線指向幹擾方向的零陷點,從而減少進入GPS接收機的幹擾信號功率。

防止,就是指美軍在主要的戰場區域或者在認為有必要的時間和區域讓敵方的民用GPS接收機無法正常工作。這也是現代導航戰最為複雜和困難的部分,因為在現代戰爭條件下,戰場區域不僅可以接收到GPS民用信號,還有可能接收到來自俄羅斯GLONASS、中國BDS以及歐洲Galileo等類似導航衛星系統的信號,這就導致美軍不但要保證對GPS民用信號的幹擾,還需要能夠對其他的導航衛星信號也進行幹擾,同時保證美國和盟國能夠正常接收來自GPS的軍用導航信號。

從美軍目前的計劃,並且結合美軍在南聯盟、阿富汗和伊拉克的實際行動來看,主要依靠技術和戰術手段的結合來實現。首先是通過部署車載100kW和1kW導航信號幹擾機、直升機和無人機攜帶的50kW和100W導航信號幹擾機,分別實施對空和對地廣域幹擾;然後派出攜帶小型遙控導航信號幹擾機的特種部隊秘密接近敵方的重要指揮設施或者主要武器陣地,進行針對性幹擾,從而對敵方導航衛星信號接收機進行全面壓制幹擾,無法正常工作。

 

在現代戰爭條件下,導航戰是重要的作戰形式之一。

 

另一方面,為了保證美軍和盟國軍隊還能夠在對抗場景下正常接收來自GPS的軍用導航信號,美軍在1998年之後就開始大力推進軍用GPS接收機的升級,以實現對GPS軍碼信號L2 P(Y)的直接捕獲,而不必先捕獲L1C/A碼(一般而言,軍用GPS接收機需要同時捕獲L1C/A碼和L2P(Y)碼,對電離層傳播誤差進行校正,才能保證定位精度)。此外,隨著GPS系統本身的升級,即將開始發送新的軍碼M信號,這一問題將得到根本上解決。

保持,是要求不要在阻止一定區域內民用GPS的同時,影響到其他區域民用GPS的正常運作,特別是涉及到美國的政治和經濟利益情況下。這方面主要依靠美國對GPS進行幹擾的管制政策和相關授權法案進行嚴格約束,但是在激烈對抗場景下,是否能夠有效控制幹擾區域和評估幹擾效果,還有待觀察和探索。

來源:科普中國

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