前言：卫星导航已成为现代军队最重要的组成，但其易被干扰诱骗甚至被摧毁的脆弱性也尽为人知，那么，是中国北斗卫星导航系统还是美国GPS卫星导航系统更难受到干扰呢？



一：美国GPS卫星导航系统

美国发射完第一颗人造卫星后就开始研制导航卫星，1973年，美国国防部决定创建“国防导航卫星系统”，第一个BlockI全球定位试验型卫星于1978年发射，至1985年共发射了10枚，1989年，第一颗实用型的BlockII卫星发射升空，并立即应用于1991年的海湾战争，当时GPS系统并未完全部署，但也使美军战斗力依旧得到了成倍的增长，到1993年，GPS全球定位系统实现了初始作战能力，由24颗卫星组成，分布在20200公里的6个相距60度轨道上，每个平面4颗卫星，倾角55度，运行周期11小时58分钟，每天绕地球两次，地面上任何一点都可以接收到4颗卫星发射的L波段3种频率（L1、L2、L5）3种开放型和4种加密型导航信号。



为了确保至少24颗卫星正常运行，需要保持一直确保31颗卫星在轨，以便在基准卫星服务中断时维持覆盖服务，2011年重新定位6颗卫星，让额外的3颗卫星成为基本星座，成为27星星座，使得在世界大部分区域可以同时收到8颗GPS卫星的信号，最初GPS系统信号仅用于军事用途，现在商业导航仪、平板电脑、手机都可以接收开放型信号，而加密型信号只为美国及授权用户服务，美国使用导航接收机主要是陆军的DAGR12信道双频接收机、空军使用MAGR200012信道双频机载接收机和海军使用WRN-6双频5信道舰载接收机。



目前的GPS系统用的是第二代卫星，2025年前由第三代卫星取代，共32颗3种型别卫星：3A（8颗）、3B（16颗）、3C（8颗），第三代卫星搭载窄束天线，可向有限地面服务区发射大功率加密信号，具有更高的定位精度和电子战防护性能，定位精度分别不低于军用的6米和民用3米，航空级标准定位服务精度已经优于3.5米，在部分区域可以达到1米，根据计划到2030年能达到0.7米和0.4米，地面组成部分是科罗拉多州的施里佛空军基地和加利福尼亚州范登堡空军基地的系统控制站，太平洋马绍尔群岛、大西洋阿森松岛，印度洋迪戈加西亚岛的星历表注入站。



二：美国GPS卫星导航系统的问题

GPS卫星导航系统不仅是一套导航、定位、授时系统，还是一套武器制导系统，现在几乎所有的制导武器都依靠卫星导航提供制导信息，可以在全球范围内以米级精度攻击点目标，各种军事行动也都离不开授时，对于其他国家，美军在1997年提出了确保己方有效利用卫星导航信息，阻止敌方使用卫星导航信息的“导航战”概念，由于GPS掌控在美国手中，一旦爆发冲突，美国破坏或抑制、欺骗敌国使用的GPS系统易如反掌，只要通过停止服务、加大偏差就可使某一地区的金融交易失败、手机通信网络瘫痪、民航客机偏离航线。



而美军100%的步兵、车辆、舰船、飞机都加装了GPS，二战技术水平的铁炸弹，凭借GPS一夜之间成为精确打击的标志，在科索沃、伊拉克、阿富汗、利比亚，美军都拥有GPS优势，除了自己的位置清清楚楚外，连友军的位置也能被清楚标定在荧幕上，几乎等同于称霸了战场，但占领战场制高点美军突然发现GPS成为一把双刃剑，在提高美军作战能力的同时也在大幅度削弱美军的战斗力，美军士兵离开GPS就无法作战了，在2005年在伊拉克希特市，美军士兵因携带的GPS接收机电池耗尽成了连东南西北也分不清的“低能儿，2010年5月，美空军86种使用GPS接收机的武器因系统升级出现纰漏近乎瘫瘓，说明美军赖以生存的GPS系统的脆弱性。



GPS是一种不间断地发射无线电信号的近地轨道卫星，用户只要接收到不少于4颗卫星的信号就可根据信号抵达的时间差计算自己的经度、纬度、高度、运动速度和方向，时间越准定位也越准，差0.00001秒钟计算都会相差十万八千里，一般情况下，由24颗卫星组成的卫星导航系统可在球上一点可接收到七至十颗卫星的信号，31颗卫星组成的卫星导航系统可在球上一点可接收到十颗以上卫星信号，如果关断七颗卫星的信号受到干扰，将极大影响系统的运作和定位的精确，3G美标CDMA2000网络若没有GPS授时只能维持72小时的安全运行。



GPS卫星导航系统存在的导航频率公开、长距离传输信号弱、易受干扰等缺陷，操纵，阻断、关断GPS信号的技术逐渐变得越来越可行，首先是欺骗式干扰，GPS民用信号是公开的，只要用一个伪基站发射与GPS系统参数相同但信息不同的虚假信号，增加GPS信号传播时延、给出虚假导航电文，致使GPS接收器接收到虛假定位信息，2011年，伊朗先用无线电干扰压制无人机的指挥链路，待无人机收不到控制信号自动返航时再借助从俄罗斯进口的“汽车场”主动干扰系统伪造GPS信号，引导一架RQ-170无人机降落在伊朗基地。



另一种是压制式干扰，通过利用发射机发射功率较大的干扰信号使GPS接收机无法接收正常的信号，一台发射功率1瓦的GPS干扰机能使100千米范围内民用GPS接收机全部失灵，10瓦的GPS干扰机可使10千米范围内的军用接收机全部失灵，俄军制造的GPS干扰机在2014年克里米亚危机中曾强力地干扰GPS信号，在美国空袭叙利亚期间，叙利亚大马士革附近的GPS信号出现异常，开始有人认为是美国关闭了GPS信号，但频率相近的其他导航定位系统也出现异常，这就确认是俄罗斯干扰GPS以保护自身免遭到GPS制导武器的打击，甚至只要接近克里姆林宫附近，GPS接收机就会停止工作或定位失败。



俄乌战争中，俄军部署了“汽车场”系统、“克拉苏哈”系列电子战系统、“杠杆-AV”电子战系统、“磁场-21”电子干扰系统、R-330Zh“居民”卫星导航无线电干扰机，RP-379上行链路干扰器，“磁场-21”电子干扰系统主要用于保护重要军事目标免遭GPS制导的巡航导弹、炸弹和无人机的袭击，主要安装在蜂窝式通讯铁塔上屏蔽特定区域的卫星导航信号，RP-379上行链路干扰器专门用于对通信卫星进行上行链路干扰，迫使卫星将所有电力用于对抗干扰信号,从而失去信号中继的能力，甚至有可能造成缺电无法工作。



“克拉苏哈”1电子战系统主要干扰所有雷达和电子通信设备、指挥系统和情报侦察设备，“克拉苏哈-2是高功率微波系统，用于干扰美国E-3预警机，“克拉苏哈-4”是一种陆基广谱强噪声干扰平台，可在微秒以至毫微秒的时间内精确测量雷达的频率和方位，自动调整好发射机，准确地控制干扰波束的宽度和指向压制数百平方千米内的美国E--8预警机、“捕食者”、“全球鹰”无人侦察机以及“长曲棍球”侦察卫星，可自动实施脉冲重复频率跟踪，实时修正干扰参数，确保达到最佳干扰效果，每当俄军大规模军事行动发起之前，作战区域的GPS信号就会消失。



面对未来的险峻挑战，美军开始进行无GPS的演习，“红旗"军演中，美国空军主动关闭GPS，迫使战机在没有卫星导引的情况下使用惯性导航系统实施突击任务，并继续增强卫星的抗干扰能力，作为备份，美国还双管齐下，开发多种不依赖GPS的导航技术，拟恢复发射功率高达数百干瓦“远程导航系统”和二战时期的“近程导航系统"，以应对战时GPS可能出现的不测事件，由此可见美军对自己的GPS卫星导航系统的抗干扰能力信心也相当不足，这一点远不如中国的北斗卫星导航系统。



三：中国北斗卫星导航系统

中国也于1994年启动北斗卫星导航系统，北斗一号导航系统只有3颗试验卫星，提供基本的定位、授时和短报文通信服务，采用询问定位法，定位精度只有数十米，北斗一号需要中心站提供数位高程图资料和用户机发上传讯号，从而使系统用户容量、导航定位维数、隐蔽性等方面受到限制，因此主要是用于国家经济建设，为中国的交通运输、气象、石油、海上作业、森林防火、灾害预报、通讯、公安以及其他特殊行业提供相关的导航定位服务，测绘、资源勘探等静态定位，并可执行简短通讯与高精度授时。



“北斗”一号使用双星导航，用户终端带有用户的高程，地心的坐标是已知的，由地面中心定时向卫星发送测距信号，卫星接收后经转发器变频放大转发到用户机上，用户机接收后再向卫星发出回答测距密码和用户的高程信息,，回答信号经卫星变频放大下传到地面中心，地面中心计算出信号经中心站-卫星-用户之间的往返时间进而得到往返距离，再综合存储在中心站的电子地图，便可算出用户的精确位置再通过卫星传给用户，原理和GPS的相差无几，但GPS是单程，“北斗”一号需要传输四次，每次0.24秒，一个定位过程需要1秒，而且中心计算机的容量及处理速度决定了用户数，目前已经全部退役。

北斗二号卫星导航系统于2004年启动，2007年发射第一颗卫星，至2012年发射了14颗，是中国第一个混合星座组网的航天系统，导航系统由5颗“北斗-2IGSO”地球静止轨道卫星，位于高度约21500公里、倾角为55度的位置、5颗“北斗-20”地球同步轨道卫星和4颗“北斗-2M”运行周期为12小时53分钟的中圆地球轨道卫星组成，其特点是集合了GPS与伽利略的星座设计优点，讯号之完整性、可获得性、可靠性优于GPSII，也是第一个将导航定位、短报文通信、差分增强三种服务融为一体的导航系统。



可向全国和北纬55度到南纬55度、东经80度到160度的地区发射L波段3种频率2种开放型信号和3种加密型信号，提供定位、导航、授时服务，定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒，双向授时精度10ns，每小时54万次120个汉字的报文，首创短报文通信、位置报告功能，，北斗二号卫星采用了具有码分多址能力的扩频测控体制，可使用相同的测控频点实现多星测控，以及全数字化接收自适应抗干扰和上行接收链路完好性检测技术，大幅提高测距精度及抗多址干扰能力，同时又备份统一S频段应答机，兼容有源定位与无源导航。

北斗三号卫星导航系统2009年启动，2014年开始建设，2020年完成全部27颗卫星在轨，北斗三号是全球导航系统，卫星具备自主运行能力，采用L波段3种频率发射6种开放型，5种加密型信号，其中6种信号是导航数据，5种信号是测距，定位精度达到4米，实现全球至少4重连续覆盖，通过星座冗余设计、先进导航信号体制、多路信号备份、导航信号重构等技术提高卫星抗干扰能力，地面接收机实现了双向通讯，能发能收，不仅能使用户知道自已所在的位置，还可以告诉他方自己的位置，特别适用于需要导航与移动通讯的场所。

四：结语

中国的北斗三号卫星导航系统比美国的GPS卫星导航系统最有优势的地方是中国作战区域小，只要保证离岸1000公里就可以了，任何干扰设备都干扰不了在本土腹地的卫星信号，而美军的卫星信号在中国本土腹地是受到压制的，从而所有卫星制导武器都失去了作用。