镜像GPS干扰的运用.doc

“镜像 ”GPS干扰的运用 众所周知，自伊战以来，随着GPS技术在战场上的广泛应用，GPS干扰战术也开始活耀在战争舞台上。据报道，伊军方在战争初期至少使用了6台大功率GPS干扰机，有效地干扰了联军100多枚GPS制导武器的命中率，这一战果已赢得了世界各国军事专家的高度重视。中国是GPS应用技术的受益国，同时也是这个应用技术的受威胁国，如何把握这个现代科技，为未来战争储备多种干扰手段，并在战争中打出特色，使我们的军队永远立于不败之地，这是一个摆在我们面前的重要课题。本文中提及“镜像”干扰，正是我们小组目前研究的课题。 提及GPS干扰技术，我们应首先了解GPS信号的特性。GPS发射双频导航信号，发射双频是为了校正电离层产生的附加延时。其中L1为1575.42兆赫，以正交方式分别调制P(Y)码和C/A码，而在L2即1227.60兆赫上，目前只调制了P(Y)码；P码信号定位精度高，保密性好，仅供美军和特许用户使用，但编制P码的方程式已经公开，美国已实施选择可行性(A-S)政策，将P码加密编译成Y码。GPS卫星发射的信号到达地面时的最小信号功率分别为-160分贝瓦(dBW，以1瓦为零电平分贝)(C/A码)、-163分贝瓦(L1 P码)和-166分贝瓦(L2P码)，由于各种因素的影响，以上信号的最大信号电平分别不超出-153分贝瓦、-155分贝瓦和-158分贝瓦。 由于GPS卫星的信号发射功率不可能很大，卫星距地面又远(20200公里)，信号到达地面时已经很弱(1575.42兆赫的L1信号到达 1 地面的最小信号电平为-160分贝瓦，1227.6兆赫的L2信号到达地面的最小信号电平为-166分贝瓦，这些都是相当低的功率电平；这种信号强度相当于1.6万公里外一个25瓦的灯泡发出的光，或者说，它比电视机天线所接收到的功率要低10亿倍)，因此很容易被干扰。再加上所设计的GPS信号的抗干扰裕度也不大，比如C/A码的处理增益虽然为43分贝，但C/A码的码速率为1.023兆比特/秒(Mbps)，码最为1023位，周期仅1毫秒，通过解扩只能获得30分贝的处理增益，另外的13分贝增益是通过20个相关峰的积累形成的，所以整个环路的处理增益不会超过43分贝。一般情况下都会要求接收通道的信噪比大于10分贝才能正常工作，而且接收机的租关损耗通常都大于1分贝。根据设计，C/A码接收机的抗干扰裕度应在30分贝以下，一般认为是25分贝；P码的处理增益为53分贝，抗干扰裕度应在43分贝左右。其次，即使是对于军用P码GPS信号，其易扰性也不可低估。这主要是因为军用P码接收机必须要通过民用C/A码来实现同步。所以一旦在军用P码GPS接收机实现同步之前将民用C/A码信号干扰掉，则军用P码GPS接收机也无法获得精确的位置数据。 目前比较流行的一种干扰方式是在上述两个波段的频率输出高分贝（43db）的噪声，发达国家正试图运用解码技术制造出仿真信号，这些方法的主要在于抑制或欺骗GPS接收机的正常接收，从而达到使GPS制导武器无法命中的目的。英国专家的实验数据证明，使用干扰功率为1瓦的干扰机，在GPS系统的1.6吉赫频带上实施调频噪声干扰，就能使22公里范围内的GPS接收机不能工作，干扰发 2 射机的有效辐射功率每增加6分贝，有效干扰距离就能增加1倍。从这些试验结果不难看出，GPS信号用户接收机确实面临着干扰的严重威胁，而GPS系统也面临着繁重而又紧迫的抗干扰任务，尽管美国国防部正在开发一种新的军用密码（M密码），可改善信号处理技术，增强抗干扰能力，但围绕着GPS的干扰与反干扰这场没有硝烟的战争已经开始。 “镜像”干扰技术是有别于上述干扰方式的一个崭新尝试，它大胆地运用通信中继原理，把我们的研究人员从解码的迷雾中解脱出来，将来无论美军运用何种方式进行GPS军码加密，只要我们掌握其卫星的下行频率，运用解调方式将有价值目标的位置信息调制成声信号，再利用各种方式将声信息中继到25公里以外（中继方式可用无线电台、有线网络、民用移动通讯网络等），并运用其卫星相同的下行频率以大功率放送出去，从而达到干扰、欺骗之目的；我们称这种干扰方式为：“镜像”。 3 围绕着GPS干扰与反干扰对抗的全面展开，美国正加紧其争夺“制导航权”的步伐。尽管在伊拉克战争中，面对局部干扰，GPS信号保持了完整性，但如果面对能力较强的对手，那么GPS在未来战争中很可能被列入“首批阵亡者名单”。记得美军参谋长联席会议主席曾说过：“如果没有了GPS系统的支持，美国甚至连一场战斗都无法取胜，更不谈打赢一场战争了。”如果此话在未来真的被说中的话，美军还能在战场上有何作为呢？