全球 GPS 信号篡改的规模与影响

GPS 篡改正达到工业规模

全球定位系统 (GPS) 信号篡改——包括干扰 (jamming，即阻断信号) 和欺骗 (spoofing，即发送虚假位置数据)——其规模已远超先前的预期。卫星监测和航空报告表明，大范围的地理区域，特别是中东和东欧部分地区，已不再提供可靠的 GPS 覆盖，这为国际运输和安全带来了重大风险。

航空安全与欺骗的风险

与简单的干扰相比，GPS 欺骗对航空业构成的威胁更为严重，因为它提供了可能在飞行员看来表现正常的污染数据。

根据面向调度员和飞行员的组织 Ops.group 的一份报告，出现了以下关键的安全问题：

• GPWS 退化： 在发生欺骗事件后，地面近接警告系统 (GPWS) 通常无法正常运行，即使在 GPS 覆盖恢复后，仍会产生“令人震惊”数量的虚假警报。
• 无声污染： 存在一种重大风险，即 GPS 接收机看起来运行正常，但实际上正在向机组人员提供虚假的位置数据。
• 频率增加： 2024 年，欺骗事件增加了 500%。平均每天受欺骗影响的航班数量现已达到 1,500 架次，而 2024 年上半年约为每天 300 架次。

向替代导航系统的转变

GNSS (全球导航卫星系统) 的广泛不可靠性正迫使人们回归传统和替代导航技术。虽然航空业此前将 GPS 视为航空导航的终极解决方案——导致 FAA 考虑关闭旧的无线电导航辅助设施——但当前的环境重新激发了对非卫星系统的兴趣。

目前的替代方案和拟议方案包括：

• 惯性导航系统 (INS)： 军方正日益优先考虑不依赖外部信号的高精度惯性系统。
• 无线电导航辅助设施： 业界正重新关注维护和改进基于陆地的无线电系统。
• 基于脉冲星的定位： 理论上的替代方案包括使用定向天线或望远镜支架，通过无线电或光学脉冲星目录来确定位置，通过天文发射物重建时间与位置。
• LEO 星座： 一些私营公司正提议建立低地球轨道 (LEO) 星座，以提供更强的定位、导航与授时 (PNT) 信号。支持者认为，LEO 卫星的更近距离会使陆地干扰机的有效半径减少到目前影响区域的约 5%。

关键视角与技术怀疑论

行业专家和观察家对数据和拟议的 LEO 解决方案提出了几项疑虑：

• 利益冲突： 批评者指出，一些关于干扰规模的数据是由寻求风险投资 (例如 Series C 融资) 的公司提供的，而这些公司所寻求的资金正是为了开发他们声称是解决该问题的技术。
• 技术对抗： 一些技术怀疑论者认为，“信号强度”不足以防御干扰。由于陆地干扰机不受卫星的空间和功率预算限制，它们只需增加发射机功率即可覆盖任何新的卫星星座。
• 检测方法： 技术讨论表明，大规模的欺骗行为应可以通过多普勒频移分析或通过识别不合理的功率水平来检测，尽管针对性的欺骗仍然更难识别。