作为全球四大GNSS系统之一,也是使用最广泛的美国GPS卫星导航系统能够实时、连续的提供定位、导航和授时信息(PNT),而且具有定位精度高、覆盖范围广等特点。从海湾战争、科索沃战争到阿富汗反恐战争、伊拉克战争等局部战争,许多实战战例都表明了GPS卫星导航系统在现代信息化战争中发挥了巨大的作用,美军也从1997年开始研究GPS对抗技术,提高和保障美军在各类军事行动中的导航战能力,确保掌握战场主动权。此后,美军正式提出PTA计划,即在激烈对抗场景下,特别是GPS拒止条件下,如何确保GPS PNT信息的最低限度可用性或者替代手段,此计划包含了三个部分的内容:Protect(保护)、Toughen(强化)和Augment(增强),并在2008年9月正式发布《国家PNT体系结构研究报告》。 尤其是2010年初,纽约的纽瓦克自由国际机场事件证明了民用GPS基础设施终端系统的脆弱性,导致该机场提供精密进近服务的地基GPS增强系统遭到严重的干扰,影响了大量国际航班的起降,而其“罪魁祸首”不过只是一个随处可见的、可以用车载点烟器供电的廉价GPS干扰器。美国方面又在2010年发布了《国家PNT体系结构实施计划》,成为美国国家GPS政策的里程碑,表明美国官方已经在复杂电磁干扰、物理屏蔽、恶劣气象等条件下仍然为包括美军、美国海岸警卫队、联邦以及州执法部门、盟国武装部队等提供持续的高精度、高可靠性(包括系统的可靠性、系统的完备性和鲁棒性等)做好了技术准备。 目前,美军的 GPS防护技术主要体现在以下几个方面: GPS卫星M码信号(军码)BOC调制技术,不同于传统的BPSK二相移键控和QPSK四相移键控调制,能够明显提高伪码测量跟踪精度,抑制信号的多径效应,增强导航信号的抗干扰能力; GPS导航信号增强技术,一方面的广泛采用星载高增益点波束相控阵天线,点波束可以在导航信号集中指向相应的战区,可以将信号电平增强约20dB;另一方面是增强导航卫星的发射功率,在GPS导航卫星的太阳能电池板上增加一个前向板,可以提供500W的额外电能给卫星,从而增强发射功率; GPS用户终端的抗干扰技术,主要包括自适应天线调零技术、自适应干扰检测和滤波技术等; 战区“伪卫星”技术,利用数架高空长航时无人机携带GPS导航信号发射机为己方部队在受到强烈干扰的对抗场景或者战场持续提供高功率导航信号,形成一个对抗敌方干扰信号的“伪导航卫星星座”; 对敌方GPS干扰源的探测、定位和猎杀,通过对敌方GPS干扰源的探测、定位和测向,获取其精确的地理空间坐标和运动信息,引导己方电子战装备对其进行压制或者使用反辐射武器进行猎杀,从而制约敌方GPS干扰源的效能或者直接将其毁伤。 |
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