美国军方出台惯性导航系统应对GPS干扰

2014-1-24 15:13| 发布者: chenl| 查看: 1637| 评论: 0|来自: 路透社

摘要: 美国国防部正花费更多的研究经费开发一款抗干扰替代装置,或GPS备份。备受期待的是一款改进过的惯性导航系统(INS)。这些已经存在了近一个世纪,但是在过去的半个世纪中该系统已经变成一种体积更小、成本更低和更家可靠的电子元件。基本上惯性导航系统使用三个陀螺仪和三个加速器不断地测量方向和速度的改变情况。于是,惯性导航系统总会根据其最初位置确定其现在位置(这在最初可以通过未被干扰的GPS或老的方法得到)。

美国国防部正花费更多的研究经费开发一款抗干扰替代装置,或GPS备份。备受期待的是一款改进过的惯性导航系统(INS)。这些已经存在了近一个世纪,但是在过去的半个世纪中该系统已经变成一种体积更小、成本更低和更家可靠的电子元件。基本上惯性导航系统使用三个陀螺仪和三个加速器不断地测量方向和速度的改变情况。于是,惯性导航系统总会根据其最初位置确定其现在位置(这在最初可以通过未被干扰的GPS或老的方法得到)。微型惯性导航系统的设备一直担任的是GPS制导武器的备份系统。但是当GPS制导炸弹或导弹可以着落在目标周围10米之内,而惯性导航系统只可以达到30米的精度。GPS系统的另一个优势是在惯性导航系统打开之后,GPS不需要输入其确切位置。综上所述,意味着惯性导航系统不能被干扰或欺骗。

但是现在美国研究人员认为他们有新的概念和技术将大大提高惯性导航系统的精确度,并降低其成本。原型已经同GPS一样精确、小巧。成本仍是一个因素,新的惯性导航系统的成本比GPS贵10倍多。但是相比之前使用的技术,这是一个巨大的进步。新的惯性导航系统目前被用于监督GPS系统,提醒操作员他们的GPS发现一个问题或正被干扰。新的惯性导航系统对一些在演习中常常失去他们GPS信号的导弹也是有用的。另一个急需惯性导航系统解决的工作是提醒使用者他们的GPS系统正在被欺骗(发送假的信号吸引使用者)。因此即使新的惯性导航系统拥有抗干扰技术,但是对新的惯性导航系统仍有一个要求。

许多国防部导航和电子专家认为目前的抗干扰能力已经足以确保GPS的可行性,但是新的惯性导航系统技术已经吸引了许多注意力因为在军队里后备力量总是备受赏识,因为当设备脱离战斗状态时,关系到生与死的事。同时美国正在研制并测试更加简洁的GPS抗干扰系统,可用于小型无人机(200公斤或400磅)。该项目的一部分是为美国所有无人机,甚至最小的无人机,装备更加安全的GPS系统。所有的无人机都可以被操作员操控飞行,GPS系统使得操作员更容易跟踪无人机,准确定位其无人机的位置。有时无人机被设定在一系列GPS坐标轴之间进行简单的巡逻。如果GPS受到干扰或失效,操作员通常使用视频寻找地面的标志性建筑物,将无人机带回基地。

虽然美国军队还没有在战场上遇到GPS干扰,但是威胁仍然存在。最明显的证据来自于朝鲜,长期生产,出售,并且本国也在使用GPS干扰器。2012年朝鲜对韩国发起了大规模的GPS干扰行动。该行动始于去年4月份,持续时间超过2周。韩国用了不到1天时间便确认了干扰信号来自于朝鲜,并且主要是针对韩国的首都首尔。此次干扰行动对首尔城区内部影响不大(地面干扰信号被建筑和山脉阻挡),只提到了对当地机场几百架飞机的起降和一百多艘船只离港有一定影响。在这些情况下所有船只和飞机都有备份导航系统,当GPS失效时这些系统便会自动开启。这就是导航系统的设计方式,尤其是那些依赖于外部信号(卫星)的系统。

这是朝鲜第三次使用GPS干扰系统打击韩国。2011年3月份的大部分时间朝鲜都在向韩国发射GPS干扰信号。一个单独的干扰器专门用于对收集通信的干扰。在非军事区南部一百公里处仍可探测到GPS干扰信号。

对待GPS干扰的一贯回应是炸掉干扰发射台,该发射台很容易被发现(干扰无非是广播一个比你想干涉的频率更强的版本)。但是这样会导致朝韩局势更加紧张,因此韩国保持克制,并未使用武力予以回击。干扰是一件比威胁更麻烦的事,绝大部分武器装备了电子设备和其他加强装置以预防干扰。朝鲜的干扰已经得到证实。所以现在,韩国和美国电子战专家有机会研究干扰在大型都市的影响。这导致GPS设备的使用者遇到断断续续的问题,许多手机也存在连通性的问题。2010年8月至10月也发生了一些短暂的、低强度的干扰事件。

同时,对于在过去20多年内一直在研究GPS抗干扰技术的美国国防部来说这是一个就的消息。数年来美军飞机已经装备了复杂的、昂贵的GPS接收器,使用这种接收器即使受到干扰仍可以继续工作。有几种方法可以击败试图干扰的GPS信号。虽然一些方法是众所周知的,但是其他一些是机密的。虽然在战争中没有一个国家成功使用GPS干扰器,但是存在这种可能。目前朝鲜正在大规模地进行GPS干扰。抗干扰技术越来越复杂。美国、俄罗斯、中国、以色列和其他几个工业化国家中没有一个国家因为好的理由而谈论该技术。 如果你不知道其他国家使用的技术,你就不可能对付他们。

中国和俄罗斯都在出售GPS干扰器。2007年中国向市场推出了一款功能强大的车载GPS干扰系统。这些“GPS干扰车”是为了在其所在的地区创造一个保护罩。但是销量一直缓慢。在2003年入侵伊拉克的前一年,据说萨达姆已经买了许多GPS干扰器,以应对美国的GPS智能炸弹——联合直接攻击炸弹。该炸弹装备了一份备份的惯性导航系统,这已经不是秘密了。伊拉克的GPS干涉对2003年的行动没有造成重大的影响。

有几种方法可以击败GPS干扰,充分了解每一个美国GPS制导武器使用那种方式,可以找到一种方法干扰“抗干扰”的GPS装置。可以理解,空军是不愿意讨论他猛正在做什么。鉴于所有现存的GPS武器的抗干扰系统的成本昂贵,很有可能抗干扰的GPS武器将只会用于打击那些对GPS精度要求很高的目标。对大多数目标惯性导航系统的精确度已经足够。同时也提到可以使用装备制导系统的炸弹轰炸GPS干扰器。因此据说在一个地区使用GPS干扰器将会有十多个干扰器进行保护。GPS干扰对更加精确的激光制导导弹没有影响,一些国家购买激光制导导弹和GPS或惯性系统导弹。大部分国家预期如果发生战争将会遇到更多干扰,因此一直致力于抗干扰技术。




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