卫星导航系统脆弱性评估与对策
隨著衛星導航系統及其應用的發展,衛星導航系統已經成為重要的、不可或缺的空間基礎設施,其應用已經滲透到幾乎所有領域,成為國防能力的倍增器,經濟發展的助推器,在保障國家安全與促進經濟發展中發揮著不可替代的作用。
然而,衛星導航系統固有的脆弱性、局限性使衛星導航服務存在著明確的能力不足與缺口,使衛星導航用戶不能在任何時間、任何地點、任何環境下使用衛星導航服務,使依賴衛星導航服務的國家基礎設施的安全、高效、穩定運行面臨嚴重威脅。美國國土安全部、運輸部、英國皇家工程院等眾多政府部門、研究機構均對衛星導航系統的脆弱性進行了系統的評估,并提出了相關的對策措施。本文綜合國外衛星導航系統脆弱性評估結果,闡述衛星導航系統的脆弱性與對策,供參考。
一、概述
一般而言,導致用戶無法使用衛星導航服務特性包括包括脆弱性與局限性兩個方面。
局限性是指受物理遮蔽的影響,衛星導航用戶無法使用衛星導航服務。其原因是:微弱的衛星導航導航信號不足以穿透各種物理遮蔽物,如在室內、地下、隧道、水下、高山或城市峽谷,甚至濃密的森林中,不能獲得衛星導航系統服務。
脆弱性是指因衛星導航信號功率過低,以及無線電信號傳播與接收特性共同作用的結果,使用用戶不能或不能較好地獲得衛星導航服務。
與脆弱性相比,衛星導航系統的局限性是明確的,衛星導航用戶可以準確地判斷是否處于物理遮蔽環境中,并采取措施將衛星導航系統局限性的影響降到最低。也就是說,局限性并不能對衛星導航服務的應用構成威脅。因此,國外的衛星導航評估均以脆弱性為主要內容,且對脆弱性的影響及衛星導航安全應用環境建設的重視程度不斷提升。
美國是全球最早開展衛星導航系統脆弱性評估的國家,隨著美國社會、經濟發展對衛星導航服務依賴性的提高,目前美國衛星導航脆弱性的研究、評估重點已經轉為對國家關鍵基礎設施運行的影響、對策與緩解措施方面。
二、國外衛星導航脆弱性研究
國外的評估均將衛星導航脆弱性、局限性的主要原因歸結為衛星導航系統過低的導航信號功率。與移動通信的信號接收功率相比,衛星導航信號的接收機功率低100~1000萬倍,就很容易理解衛星導航脆弱性、局限性的這一根本原因,見表1。
表1 衛星導航系統與移動通信系統信號功率對比
| GPS系統信號功率 | 移動通信信號功率 | |
| 一般信號 | -155~-160dBW | -90dBW |
| 點波束信號 | -138 dBW |
一般,國外將衛星導航系統的脆弱性分為三個方面:
1)系統相關的脆弱性(包括信號與接收機);
2)傳播途徑相關的脆弱性(空間氣象、大氣與多路徑效應等);
3)干擾相關的脆弱性(有意與無意干擾)。
衛星導航系統導航信號所包含的數據與信息一般由運行控制段上傳至衛星,包括時鐘預測數據、星歷與軌道預測數據等。如果運行控制段上傳至衛星的導航數據與信息出現問題,將對系統服務性能構成全面影響。
GPS與GLONASS系統已多次發生類似問題。1993年3月、2000年3月和2002年6月,GPS系統發生導航數據與信息上傳問題,導致服務性能嚴重下降。
2014年4月1日,因運行控制段系統軟件問題導致GLONASS衛星星歷更新失敗,造成GLONASS系統不能提供服務。另有消息稱:此次故障的原因是,GLONASS系統地面控制段軟件出現了約1.5min的時間跳躍,不能生成正確的星歷,從而引發了此次故障。2014年4月14日,同樣因運行控制問題,8顆GLONASS衛星被設置為不健康狀態,GLONASS系統用戶不能使用這8顆衛星播發的導航信號。
衛星導航系統導航信號所包含的數據與信息一般由運行控制段上傳至衛星,包括時鐘預測數據、星歷與軌道預測數據等。如果運行控制段上傳至衛星的導航數據與信息出現問題,將對系統服務性能構成全面影響。
GPS與GLONASS系統已多次發生類似問題。1993年3月、2000年3月和2002年6月,GPS系統發生導航數據與信息上傳問題,導致服務性能嚴重下降。
2014年4月1日,因運行控制段系統軟件問題導致GLONASS衛星星歷更新失敗,造成GLONASS系統不能提供服務。另有消息稱:此次故障的原因是,GLONASS系統地面控制段軟件出現了約1.5min的時間跳躍,不能生成正確的星歷,從而引發了此次故障。2014年4月14日,同樣因運行控制問題,8顆GLONASS衛星被設置為不健康狀態,GLONASS系統用戶不能使用這8顆衛星播發的導航信號
衛星導航系統運行控制段一般具有一定的抗攻擊能力,這種攻擊包括軍事和網絡兩種形式,但卻十分有限。相對而言,衛星導航系統的遠程站更易受到攻擊,也更具脆弱性。
運行控制段全球布站是全球衛星導航系統正常運行與服務性能的重要保證。從美國GPS系統運行控制段全球布站情況(見圖1)分析,除個別原隸屬于美國地理空間情報局(NGA)的跟蹤監測站外,其運行控制段各站點均部署在美國、海外軍事基地或重要盟國,而主控站、數據上行站(圖1中的GPS地面天線和美國空軍衛星控制跟蹤站)則基本部署在美國及其海外軍事基地,就是為了保證GPS系統運行控制段的安全。
電離層電子總數變化對衛星導航服務的影響分為兩種情況,其一是電子總數的緩慢變化;其二是電子總數的快速變化。
衛星導航信號在電離層中的傳播產生電離層延遲。這種延遲與電離層的電子總數成正比。而電離層電子總數的緩慢變化受太陽活動的影響,如地球每天1周的自轉、太陽相對地球約27天的自轉,以及約11年的太陽活動周期都將導致電離層的電子總數增加或降低,引起電離層延遲誤差的變化。
(一)系統相關的脆弱性
系統相關的脆弱性主要指因衛星導航系統空間段、運行控制段和用戶段故障或問題產生的脆弱性。其中,空間段和用戶段問題產生的影響較大。
1、星座衛星數量過少
因星座衛星故障或不能維持正常的星座衛星數量,將導致衛星導航系統不能滿足性能要求的服務。因各種原因,俄羅斯GLONASS系統星座衛星數量最低曾降到7顆,無法獨立提供衛星導航服務。
2、運行控制段上傳不健康的導航數據
衛星導航系統導航信號所包含的數據與信息一般由運行控制段上傳至衛星,包括時鐘預測數據、星歷與軌道預測數據等。如果運行控制段上傳至衛星的導航數據與信息出現問題,將對系統服務性能構成全面影響。
GPS與GLONASS系統已多次發生類似問題。1993年3月、2000年3月和2002年6月,GPS系統發生導航數據與信息上傳問題,導致服務性能嚴重下降。
2014年4月1日,因運行控制段系統軟件問題導致GLONASS衛星星歷更新失敗,造成GLONASS系統不能提供服務。另有消息稱:此次故障的原因是,GLONASS系統地面控制段軟件出現了約1.5min的時間跳躍,不能生成正確的星歷,從而引發了此次故障。2014年4月14日,同樣因運行控制問題,8顆GLONASS衛星被設置為不健康狀態,GLONASS系統用戶不能使用這8顆衛星播發的導航信號。
3、衛星星鐘跳秒或漂移
星上時間的精確同步與星上原子鐘時間的精確預報是時間測距衛星導航系統提供精確定位導航授時服務的基礎。星上原子鐘出現跳秒或漂移將使該衛星的時間不可預測,從而導致服務風險。2004年1月1日,GPS衛星SVN-23(1顆GPS-2A衛星)出現時間漂移,控制中心在3小時后才將其設置為不健康。在這一時間段內,該衛星的定位誤差最大可能增至300km。類似的事件也曾發生在2001年7月。
4、壞的信號波形
如果星上信號調制或信號生成過程出現問題,衛星將播發不健康的信號,并在接收機端引發不可預知的結果,引發嚴重的風險。1993年GPS衛星SVN?19(1顆GPS-2衛星)產生了被稱為“有害波形”的信號,使空間信號用戶測距誤差達到了8m;2009年3月發射的首顆裝備L5信號設備的GPS衛星SVN?49(第7顆GPS-2RM衛星)產生了星上多路徑效應,導致接收機會產生很大的誤差。
5、針對運行控制段的攻擊
衛星導航系統運行控制段一般具有一定的抗攻擊能力,這種攻擊包括軍事和網絡兩種形式,但卻十分有限。相對而言,衛星導航系統的遠程站更易受到攻擊,也更具脆弱性。
運行控制段全球布站是全球衛星導航系統正常運行與服務性能的重要保證。從美國GPS系統運行控制段全球布站情況(見圖1)分析,除個別原隸屬于美國地理空間情報局(NGA)的跟蹤監測站外,其運行控制段各站點均部署在美國、海外軍事基地或重要盟國,而主控站、數據上行站(圖1中的GPS地面天線和美國空軍衛星控制跟蹤站)則基本部署在美國及其海外軍事基地,就是為了保證GPS系統運行控制段的安全。
圖1 GPS系統運行控制段全球布站情況?
6、運行控制段升級?
運行控制段系統升級或更新是衛星導航系統發展的需要,也是衛星導航系統脆弱性的重要因素。運行控制段系統升級或更新的任何問題都有可能導致衛星導航服務的故障,甚至服務的中斷。
衛星導航系統運行控制段的升級與更新是涉及大系統,以及眾多關鍵技術與應用的復雜的系統工程問題;而且必須保證系統與服務的正常運行。從美國空軍在GPS系統運行控制段現代化改造采取的循序漸進、穩步提升、小增量改進的策略,我們即可看出運行控制段升級與更新所面臨的巨大風險。即使如此,GPS系統也曾多次發生因運行控制段升級引發的問題。2007年4月,美國空軍將第32顆工作星引入GPS星座,然而由于部分接收機的設計只能處理31顆GPS衛星信號,從而產生了無法定位的問題。2010年1月,GPS系統運行控制段軟件升級導致軍用與授時接收機不能正常工作。
7、接收機缺陷
除軍用、航空接收機按規定需進行相關的專業測試、驗收外,大部分民用接收機僅需要通過生產廠商的測試即可投入使用,因而很難避免存在軟件或其它缺陷。這種缺陷會以某種方式影響接收機的性能,而且這種缺陷只能在某種特定的情況下才能被發現,如使用被標記為不健康的衛星播發的導航信號、跟蹤非標準碼信號等,從而對定位導航性能構成嚴重影響。
衛星導航接收設備千差萬別,既包括具有解密能力的軍用接收機、與生命安全相關的航空接收機、用于測繪測量的接收機,也包括大眾消費市場與手機融合的嵌入式接收機,其設計、制造質量與性能水平存在很大差異,接收機缺陷的存在難以避免。
(二)傳播途徑相關的脆弱性
導航衛星播發的導航信號需要穿過大氣層、電離層才能到達位于地面、空中的用戶接收設備(空間用戶除外)。因此,衛星導航服務必然受到大氣層、電離層變化的影響。
對流層位于地球大氣的底部,是大氣層密度最大的區域,包含了整個地球氣象系統。地球氣象系統的變化可導致導航信號的延遲,但這種延遲可利用對流層模型進行修正。因此,雖然對流層引入了誤差項,但對衛星導航服務并不構成威脅。
電離層位于地球大氣的頂部,是衛星導航服務的最大誤差源。電離層的變化,特別是低緯度、高緯度和太陽黑子活動高峰時期對衛星導航系統具有較大影響。
1、電離層電子總數變化
電離層電子總數變化對衛星導航服務的影響分為兩種情況,其一是電子總數的緩慢變化;其二是電子總數的快速變化。
衛星導航信號在電離層中的傳播產生電離層延遲。這種延遲與電離層的電子總數成正比。而電離層電子總數的緩慢變化受太陽活動的影響,如地球每天1周的自轉、太陽相對地球約27天的自轉,以及約11年的太陽活動周期都將導致電離層的電子總數增加或降低,引起電離層延遲誤差的變化。
太陽耀斑爆發和日冕物質噴發將導致電離層電子數量快速變化,且這種變化產生的電離層延遲誤差不能利用天基增強系統或差分系統進行修正,有可能引發嚴重的安全問題。
2、電離層閃爍
電離層小規模的擾動可能造成衛星導航信號傳播路徑的變化,引發衛星導航信號的多路徑效應。此時,衛星導航接收機將接收相位和振幅快速變化的衛星導航信號,如果接收機不具有足夠的魯棒性,則可能失去對信號的鎖定。在赤道與兩極,電離層閃爍事件經常發生,有時影響范圍較大。2003年10~11月,因太陽風暴的影響美國廣域增強系統(WAAS)的服務曾中斷30小時。
圖2 電離層引發的誤差示意圖
3、軌道環境造成服務中斷或丟失衛星信號
當太陽風暴發生時(耀斑、日冕物質噴發等),空間高能粒子密度與電離層的變化可能導致衛星導航服務中斷或丟失衛星信號。一般,上述事件僅引發暫時性的服務中斷,但在極端情況下,如發生超大規模的太陽風暴或指向地球的太陽風暴時,可能造成多顆衛星不能正常工作,形成大范圍的服務中斷。2013年7月22日,太陽發生大規模的日冕物質噴發,其速度達到3000km/s,磁場強度達到110nT。專家預測,如此次事件爆發時間提前9天,噴發方向將指向地球,將對衛星導航、通信等將產生巨大的影響。
4、多路徑效應引發的脆弱性
多路徑效應是指接收機接收到經反射的信號,而不是衛星直接播發的信號。造成衛星導航信號反射的包括建筑物、山體等。如果接收機鎖定了反射信號,將產生較大的定位誤差,
有時甚至可達數百米,從而引發定位風險。
在衛星導航信號被相對較遠的物體(如建筑物)反射時,如果接收機錯誤地鎖定了反射信號,而不是來自衛星的直接信號,將會造成定位精度降低。
在衛星導航信號被相距更近的物體發射時,直射信號和反射信號將融合在一起,產生更加難以辨別的誤差。
多路徑效應是普遍存在的,也是接收機研發人員和制造商非常了解的現象,且在接收機中采取各種措施以消除其影響。如采用多路徑反射天線、接收機濾波和處理技術等。
(三)干擾的脆弱性
1、無意干擾
產生無意干擾的主要原因是在衛星導航信號相鄰頻段工作的射頻發射設備產生的段外輻射。衛星導航系統信號頻率見圖3。
在國際電信聯盟的頻率分配中,L頻段不僅分配給了衛星導航,還分配給了其它無線電業務,頻率分配情況如下:
L1頻段:移動與固定VHF通信、移動衛星服務、超寬帶通信、電視廣播、超視距雷達,以及車輛、船舶裝備的移動電話等;
L2頻段:雷達系統,航空無線電導航服務等
L5頻段:航空無線電導航服務、軍事聯合戰術信息分發系統(JTIDS)、多功能信息分發系統(MIDS)等。
同時,不同衛星導航系統之間也存在導航信號的相互干擾問題。
自GPS系統投入運行以來,無意干擾一直是影響GPS服務的重要因素。如2001年4月至5月發生的美國加利福尼亞州Moss Landing港干擾事件、2011年發生的光平方事件等均是典型的無意干擾事件;其中Moss Landing港的干擾源為裝有前置放大器的電視接收天線;光平方事件則是試圖在地面利用分配給移動衛星服務的頻段播發4G服務信號。
圖3 衛星導航系統信號頻率
2、有意干擾
有意干擾是一種主動干擾行為,其目的是阻止或阻斷使用導航導航系統提供的定位導航與授時服務,主要包括阻斷、欺騙和虛假信號干擾三種形式。
阻斷式干擾可分為阻塞式干擾和壓制式干擾。阻塞干擾以阻塞衛星導航信號接收的方式,使接收機無法正常接收、鎖定衛星導航信號,致使其完全失效或降低其定位精度。壓制式干擾是一種具有很高效費比的干擾方法,一般在非常寬的頻帶上對幾乎所有信號進行壓制,實現相對簡單。其缺點包括:敵我不分,在壓制敵方信號時同樣壓制己方信號,且易于偵測,并被反輻射武器摧毀等。
欺騙式干擾是一種以對衛星導航信號的了解、認知為基礎,使衛星導航接收機難以辨別真、偽信號或因甄別真偽信號造成計算等工作量增加,導致定位性能降低的干擾方式。目前,欺騙式干擾主要可分為轉發式干擾、虛假偽碼干擾和相關干擾等。
轉發式干擾是利用衛星導航信號在空間的傳播特性,將收到的衛星導航信號進行人為的延遲,再將信號發射出去。這種干擾不需要詳細了解衛星導航信號的參數、偽碼結構,所以方法簡單,干擾效果明顯。
虛假偽碼干擾依據對衛星導航信號及其結構的了解,擬合出符合衛星導航信號接收規范的偽碼,使衛星導航接收機不能識別真實信號與欺騙信號,造成衛星導航接收機解算出錯誤的定位、導航信息。虛假偽碼干擾對衛星導航系統具有摧毀性的干擾效果,但其實現的技術難度非常高。
相關干擾可以理解為干擾方沒有掌握衛星導航信號確切的偽碼結構,但掌握了一種與衛星導航信號相關性較大的偽碼序列。這種干擾信號對衛星導航系統形成有效干擾的可能性較大,且技術難度較低,實用性較好。
此外,按干擾方的不同,國外將有意干擾劃分為違法犯罪型干擾、紅隊干擾和藍隊干擾三種類型。
目前,違法犯罪型干擾處于不斷增長的狀態,是民用導航信號面臨的最大威脅。其實施者大多為偷車賊、道路通行費逃避人員、躲避跟蹤系統的人員、逃避商業里程限制或避免公司掌握其行程的車輛駕駛人員等。這種干擾大多是局部的、且影響時間較短,對GNSS的整體應用影響較小。但當某一區域同時出現多個上述干擾源時,有可能在短時間內形成區域干擾網絡,對該區域內的衛星導航服務將構成較大影響。
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圖4 極易獲得的車用衛星導航干擾設備
紅隊干擾(如恐怖分子)是針對關鍵基礎設施等實施的有意干擾,可在多個區域同時出現,且功率較大,可能引發嚴重的后果,影響程度取決于接收機濾波與天線設計。
藍隊干擾一般是已方人員為了應對跟蹤威脅實施的有意干擾,大多功率較低,其影響與違法犯罪型干擾相似。
不論是何種類型的干擾,當其在國家基礎設施,特別是采用衛星導航系統精確授時服務基礎設施附近長時間工作時,都將對國家基礎設施的安全、穩定、高效運行產生不利的影響。
隨著干擾技術與設備的擴散,干擾的威脅正在不斷增大。目前,互聯網上銷售的小功率低端干擾設備的價格低至不中100美元,且極易獲得。大功率干擾設備,如以SUV(越野車或城市多功能車)為平臺、發射功率100~1000W的干擾裝備,以飛機或重型卡車為平臺、發射功率10kW~100kW的干擾設備也呈擴散趨勢。發射功率的增加擴大了干擾的有效范圍,且由多部干擾設備組成的干擾網絡可進一步擴大干擾的有效范圍,提升干擾效果。
三、國外衛星導航脆弱性對策研究
為緩解衛星導航脆弱性對應用的影響,國外主要采取從如下四個方面的措施:
(一)加強法律法規建設,強化衛星導航頻譜保護
由于衛星導航系統固有的脆弱性,各種有意或無意干擾已經成為國家關鍵基礎設施的高效、安全、穩定運行的嚴重威脅,甚至有可能因此導致社會與經濟秩序混亂,引發嚴重的社會問題。立法保護,已經成為緩解衛星導航系統脆弱性影響的重要措施。
美國認為,針對GPS系統的有意與無意干擾事件不斷增多的重要原因是處罰力度不足。例如,當一部移動干擾設備在Newark國際機場被發現時,處罰僅僅是沒收干擾設備。為此,2010年美國國家PNT顧問委員會建議:美國國家定位導航授時執行委員會應當在國會發起一項立法活動,加重對非法擁有和使用GPS干擾設備處罰,提高違法成本,甚至實施監禁;且必須建立應對干擾行為的快速反應與緩解機制。
2012年2月美國聯邦通信委員會(FCC)發布強制性文件,將對生產、進口、銷售、使用或運行移動通信、Wifi和GPS等信號干擾設備的行為處以最高11.2萬美元的罰款。澳大利亞也已經制訂了相關法規,對生產、進口、銷售、使用或運行GPS干擾設備的行為可處以最高10萬美元的罰款。
法律法規是建設與維持衛星導航系統安全應用環境的根本依據。不論是有意干擾,還是無意干擾,既對衛星導航系統的安全應用構成了威脅與損害,也構成了對社會公共利益、用戶利益的損害。這種損害將隨著干擾技術的進步與干擾設備的擴散不斷加大,甚至可能危及到國防安全、經濟發展與生命安全。
(二)提升衛星導航系統性能與能力,緩解衛星導航系統脆弱性
提升衛星導航系統的性能與能力是緩解衛星導航系統脆弱性的重要方面。一般包含兩個方面,其一,增加衛星導航系統信號功率;其二,增加導航信號數量。
信號功率過低是衛星導航系統脆弱性最重要的原因。因此,信號功率的增加可有效的緩解導航導航系統的脆弱性,使其在復雜的環境背景下更易檢出、跟蹤與鎖定;同時,信號功率的增加抬高了干擾的門坎(必須增加干擾信號功率),降低了受到干擾的可能。
使用雙頻或多頻導航信號不僅可以消除因電離層干擾產生的脆弱性;同時,也可降低單頻干擾的影響,獲得更高的可用性。
增加信號功率與增加導航信號數量是GPS現代化計劃最重要的內容。L1頻段軍用信號的功率已經從最初的-163dBW增加至-154.9dBW,,未來的點波束軍用信號的功率將達到-138dBW;民用導航信號數量將從最初的1個(L1頻段C/A碼信號)增加至4個(C/A、L1C、L2C、L5),軍用信號從2個(2個P(Y))增加至4個(2個P(Y),2個M碼)。
偽衛星抗干擾技術也是美國軍方緩解衛星導航系統脆弱性的重要選擇。2010年,DARPA曾啟動了一項名為GPX的偽衛星導航計劃,計劃采用4顆部署在地面或無人機上的偽衛星轉發增強的GPS信號,在戰場上空構成一個由偽衛星組成的“GPS星座”,即“機載偽衛星”計劃。
美國空軍正在進行基于偽衛星技術的LocataNET高精度陸基定位導航系統的測試,目前第一期測試已經完成,定位精度達到厘米級,且授時與時間同步精度納秒級。該系統既可與GPS系統協同工作,又可完全獨立運行,提供高精度的定位導航授時服務。
(三)發展抗干擾技術,提升用戶設備抗干擾能力
自衛星導航系統提供服務以來,抗干擾技術一直是衛星導航用戶設備發展的重要領域,發展了包括極化調零、頻域濾波、時域濾波、時頻域濾波、軸向調零、自適應天線、組合導航(如衛星導航+慣性導航)等抗干擾技術。目前,基于軟件的無線電抗干擾技術、聯合域抗干擾技術和抗干擾系統小型化已經成為未來衛星導航用戶設備抗干擾技術發展的重要方向。
美國的先進軍事裝備大多采用組合抗干擾技術,即采用抗干擾技術的GPS+慣性導航或其它自主導航技術,使美國先進軍事導航裝備的抗干擾能力達到了50dB。如戰斧巡航導彈、F-14、F-15、F-18、F-22戰斗機、改進型聯合直接攻擊彈藥(JDAM)等均采用自適應抗干擾技術的GPS接收機+自主導航(如慣性導航、地形或景像匹配等)抗干擾技術。
此外,以DARPA為首的美國先進軍事技術研發機構正在發展微PNT技術、全源導航技術等旨在彌補衛星導航服務的能力缺口或不足,確保在無法使用GPS的條件下仍可提供滿足需求的定位導航授時能力。
(四)發展干擾探測、定位技術,維護衛星導航安全應用環境
干擾源的探測、定位既是實現衛星導航安全應用環境建設有法必依的重要保障,也是維持衛星導航安全應用環境的重要技術基礎。美國莫斯蘭丁(Moss Landing)港與紐約國際機場的GPS干擾事件的干擾源探測、定位花費了數十天的時間,顯然這樣的探測、定位速度不能滿足緩解衛星導航系統脆弱性影響的要求。
美國國家定位導航與授時委員會認為:從技術角度而言,干擾源的探測、快速定位并不需要非常高深的技術,而且不需要高昂的投入,關鍵問題是采取行動--即部署干擾探測與快速定位系統。例如,擴展現有的蜂窩通信系統發射塔授時型衛星導航接收機的功能,即可快速地識別與報告衛星導航系統的干擾,甚至包括干擾信號的特征、特性等參數,且投入不高。此外,利用移動干擾源大多為車載系統的特征,通過在高速公路監控系統的各監控站點部署干擾監測系統,輔之以各收費站原有的視頻采集系統,即可實現干擾告警,又可實現干擾源的跟蹤,從而提升高速公路系統干擾探測、定位能力。
2014年8月,美國Exelis公司與Chronos公司成功地完成了一款名為“信號哨兵1000”的干擾識別與定位系統的測試。該系統可在16km的范圍內對安裝在移動車輛上的干擾源進行識別與定位。研發更加快速、準確地干擾源探測、定位技術是重要的,有助于更好地緩解衛星導航系統脆弱性引發的相關問題,對于保證國家關鍵基礎設施高效、安全、穩定的運行,保證衛星導航應用的安全具有重要意義。
四、結束語
隨著衛星導航應用的發展與對衛星導航服務依賴性的不斷增強,國外衛星導航系統脆弱評估的重點已經從對衛星導航系統脆弱性的了解與認知,轉變為如何緩解衛星導航系統的脆弱性,減輕、降低衛星導航系統脆弱性的影響,以保證衛星導航系統的應用安全。
隨著北斗系統建設的不斷推進與應用的不斷發展,北斗系統固有脆弱性對我國國家安全、經濟發展的影響也將擴大。借鑒國外衛星導航脆弱性評估成果,特別是緩解衛星導航脆弱性及其影響的對策、措施,將有助于北斗系統安全應用環境的建設與發展,更好地發揮北斗系統在保障國家安全,促進經濟發展等方面的作用。
(來源:《衛星應用》 作者:劉春保 編輯:陳飚)
總結
以上是生活随笔為你收集整理的卫星导航系统脆弱性评估与对策的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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