卫星导航的干扰和应对

卫星导航的

干扰和应对

卫星导航系统作为信息社会重要的基础设施，为全球用户提供全天候、高精度的定位、测速和授时服务，在电力、交通、通信、金融和国防等诸多领域，以及人们生活中都有着广泛应用。但是近年来卫星导航干扰事件频发，其安全性问题越发引起人们的关注和重视。

2026 年 3 月，霍尔木兹海峡及波斯湾周边24h 内有超 1100 艘民用船舶的船载导航、自动识别系统（AIS）显示的位置被系统性偏移，部分船舶定位直接跳至机场、伊朗内陆甚至核电站上空，出现“船舶在陆地上航行”“跨海域环形漂移”的诡异轨迹，与物理现实完全脱节。在阿联酋迪拜、阿布扎比等核心城市也多次出现大范围民用导航定位异常，司机在迪拜的谢赫·扎耶德路行驶，肉眼可见哈利法塔，导航却显示身处波斯湾；外卖骑手的配送目的地被定位至数百千米外的沙漠或海域。

卫星导航易被干扰原因和干扰类型

易被干扰原因

由于目前导航卫星轨道高度基本在 2 万千米左右（静止轨道导航卫星高度在 3.6 万千米左右），其信号到达地面时的功率很低，在 -160dBW 左右（信号强度相当于 2 万千米外几十瓦灯泡发出的光），因此地面仅需毫瓦级功率的小型干扰机，就能在几千米局部区域完全淹没真实卫星信号。另外，民用导航信号体制公开的设计初衷是最大限度地保证全球用户都能免费、便捷地使用，这种“公开”带来的双刃剑效应，也为伪造和欺骗提供了可能。

干扰类型

导航干扰主要分为压制干扰和欺骗干扰。

压制干扰通过发射大功率噪声直接压制真实信号，导致接收机无法正常接收卫星导航信号，致使定位、授时与测速等服务中断。压制干扰样式包括：连续波、扫频连续波、带限高斯白噪声、窄带 / 宽带调频等相关干扰，篇幅原因这里不做详细分析。

欺骗干扰通过伪造与真实卫星导航信号高度相似的信号，诱导接收机捕获并跟踪，从而在接收机无感知的情况下输出错误的定位、时间或速度信息。欺骗干扰进一步又分为转发式、生成式及入侵式 3 类。

（1）转发式欺骗：将接收到的真实卫星信号进行延时、放大而产生的欺骗信号。

（2）生成式欺骗：不依赖真实卫星信号，一般利用卫星导航信号模拟器产生的欺骗信号。

（3）入侵式欺骗：一种特殊的生成式欺骗信号。该欺骗信号在开始施放时与当前能够接收到的各导航卫星信号在时间上同步，功率一般略大于真实导航卫星信号，所模拟的卫星星历与真实导航卫星相同，是让接收机不经捕获直接接收的欺骗信号。

导航干扰有哪些后果

欺骗干扰会导致接收机输出错误的定位、时间或速度信息，在依赖导航服务的现代社会中引发连锁反应，甚至导致局部或全部瘫痪。相比之下，压制干扰只是导致接收机无法正常接收卫星导航信号，中断卫星导航服务，尽管其效果直接，但通常容易被察觉，影响也没欺骗干扰严重。这里重点分析欺骗干扰可能引发的后果。

对基础设施的影响

（1）电力系统。电网的同步相量测量单元、电子合并单元、故障定位系统等依赖卫星导航提供统一时间基准。欺骗干扰导致电网时间错误，可能引发保护误动作，连锁跳闸，甚至大面积停电。

（2）通信网络。4G/5G 移动通信基站、卫星通信地面站、广播电视发射台需通过卫星导航实现高精度时间和频率同步。欺骗干扰使基站或发射台的时频同步错误，会导致通话质量下降、数据传输丢包、通信中断，甚至通信网崩溃。

（3）金融交易。股票交易、银行结算、区块链等证券结算领域依赖高精度时间戳确保交易顺序和不易篡改。欺骗干扰导致时间戳错误，可能引发交易纠纷，甚至导致金融市场动荡。

（4）交通运输。民航飞机依赖卫星导航进行精密进近、航路导航和防撞预警（如 ADS-B），欺骗干扰可能导致飞机偏离航线、误判高度，引发空中碰撞风险。无人机依赖卫星导航进行航线规划，欺骗干扰可能导致无人机碰撞障碍物炸机或坠机。船舶依赖卫星导航进行航线规划、避免碰撞和港口靠泊，欺骗干扰可能导致船舶迷航、碰撞港口设施或其他船只，尤其在狭窄航道或恶劣天气下风险剧增。欺骗干扰还会导致无人驾驶车辆定位漂移，路径规划错误，可能引发交通事故。

国防军事

卫星导航系统是现代国防军事设施的“神经中枢”和“力量倍增器”，它的重要性已从单一的定位工具，演变为贯穿情报、指挥、打击、评估全链条的战略性基础设施。欺骗干扰可导致精确制导武器失灵、通信网络崩溃、部队协同混乱等后果。在中东的冲突中，卫星导航欺骗与干扰早已成为常态化的电子战手段，以色列为了反制伊朗、胡塞武装、真主党的自杀无人机、巡航导弹和火箭弹，在波斯湾等区域持续实施 GPS 压制 + 欺骗干扰，成为战场上最主要的干扰方，让敌方大量精确制导武器偏航、坠海、打偏。

社会秩序

依赖定位授时的服务（如外卖、快递、网约车、共享单车和移动支付等）全面瘫痪，将导致城市生活节奏混乱，引发公众对数字基础设施的普遍不信任及恐慌。

如何应对干扰威胁

对于大众而言，使用专业的抗干扰设备应对干扰威胁既不现实也无必要，但了解风险并掌握一些基本的干扰知识和应对策略，可以最大限度地保护自身安全和利益。人们在手机（包括各种需要定位信息的各类 App 软件）或车载导航出现以下异常现象时，重启设备后也无效（周围设备也存在类似情况），这可能意味着受到了干扰或欺骗。

（1）在室外无遮挡环境下突然“卫星信号弱”或无法定位，大概率是附近存在压制干扰。

（2）定位突然严重漂移，静止时定位点在地图上乱跳或持续缓慢移动，时间显示突然跳变，大概率是附近存在欺骗干扰。

出现上述情况时，可以采用以下应对措施。

（1）利用地形与建筑遮挡。多数地面干扰源采用定向天线，其辐射能量具有显著方向性。可迅速靠近高大建筑物、山体等遮蔽物边上进行观察，此类障碍物能有效衰减干扰信号强度，从而使设备暂时恢复正确卫星信号捕获；除非干扰源来自空中（如无人机）或功率极大，此举通常有效。

（2）快速脱离影响区域。通常脱离核心区域几百米后，由于干扰信号衰减，卫星定位授时即可逐步恢复正常。

应对此类情况，首要原则是保持冷静、确保安全。可先利用环境进行遮蔽和判断，若条件允许，最彻底的方法是尽快脱离可疑区域。

对于专业的接收机而言，在抗干扰与抗欺骗技术方面一般采取以下措施。

压制干扰应对措施

自适应调零天线抗干扰技术是目前最有效的抗压制干扰手段，能够针对正在变化的信号环境自动调节天线波束的零点位置，使之对准干扰信号来向，通过降低天线波束旁瓣电平实现对干扰信号的有效抑制；同时保证天线主瓣波束（指向有用信号方向）输出始终处于最佳状态，从而保证接收机继续跟踪卫星信号，保持正常导航服务。

欺骗干扰应对措施

尽管欺骗干扰信号在载波频率、码片速率、调制方式、扩频码码型、电文格式等方面与真实信号相同，但它与真实信号相比仍然存在一定差别，否则就达不到欺骗干扰的目的。

欺骗干扰识别有很多方法，从基本原理上可分为基于加密算法和基于物理规律两大类。

（1）基于加密算法识别的核心是“密码学认证”，接收机通过对卫星信号中包含加密的、不可伪造的身份信息来判断信号真伪。一种是如 GPS 的 P(Y) 码和 M 码等军用加密信号，这些信号采用高强度的加密技术，民用接收机无法解码，而军用接收机通过密钥验证信号的合法来源；另外一种是如 Galileo 导航系统的导航电文认证（OS-NMA 服务），它在公开导航电文中加入了数字签名，任何接收机均可验证电文是否由官方授权发布，从而防止电文篡改。不过从国内外公开研究文献成果看，这两种方法很难对抗转发式欺骗干扰。

（2）基于物理规律的方法，其本质是利用物理规律对信号进行识别。导航卫星信号与其他信号不同，导航卫星信号中携带了卫星运动的轨迹信息和卫星上的时间信息。卫星运动轨迹严格体现了力学规律，卫星不可能无规律地运动。卫星上的时间也必然是均匀、连续及单向流逝的。在接收卫星信号过程中，也有很多物理规律直接影响到接收信号的参数，如多普勒频移、电波传播损耗和速度、电子元器件产生的热噪声、电波到达角度等，这些物理规律作用的影响可以被精确测算并且具有一个合理范围。只要是来自导航卫星的真实信号，必然会在多个维度同时与这些物理规律相吻合。

不过卫星故障时伪距突变或导航电文错误，以及多径信号存在时与欺骗干扰信号存在的情况具有高度的相似性，很容易造成虚警。因此采用物理规律识别方式，需排除卫星故障及外部环境对相关参数检测的影响。

结语

面对卫星导航可能存在的干扰问题，建议从以下3 个方面着手。

加强知识普及和法规体系建设

社会大众乃至许多行业从业者，对卫星导航的脆弱性普遍缺乏基本认知，应启动公共安全教育，让行业和大众了解卫星导航服务可能失效，并建立基本应对预案。同时，完善无线电管理法规对欺骗干扰的法律定性、取证、溯源和惩处等方面建立相关标准，对国家关键信息基础设施（如电力、交通、通信和金融等）所使用的卫星导航设备，要求其具备防欺骗功能，并需通过相关检测认证。

建立导航干扰监测与应急响应机制

建立国家级的卫星导航干扰监测平台，对全国主要区域的卫星导航干扰信号进行全天候监测、分析和预警。制定完善的卫星导航安全应急预案，一旦发生严重干扰，能够及时告警、快速溯源以及物理清除。

加快构建综合时空信息服务体系

以卫星导航为核心，将其他导航与授时技术（如惯性导航、长波授时、低轨卫星导航等）进行深度融合，构建一个弹性、可靠、连续且可信的国家综合 PNT（Positioning，Navigation and Timing）体系。解决单一卫星导航系统固有的脆弱性（信号弱、易受干扰、遮挡环境下不可用），确保在卫星导航服务降级、中断或被欺骗时，关键应用仍能获得满足精度和完好性要求的时空基准服务。

技术的进步永远伴随着新的安全挑战，我们必须正视卫星导航系统的脆弱性，通过技术创新、体系建设和意识提升，为社会和经济构建一个更加安全、可靠、有韧性的时空信息服务体系。这既是国家安全的必然要求，也是现代社会平稳运行的基石。

作者介绍

徐荣

南京邮电大学通信与信息工程学院副教授，获省部级科学技术进步奖二等奖 2 项、三等奖 2 项，长期从事卫星导航定位授时、时频信号检测和导航对抗等领域的教学和科研工作。

肖甫

南京邮电大学党委常委、副校长、教授、博士生导师，长期从事传感器网络、卫星网络、多媒体技术和网络安全等领域的教学和科研工作。

张更新

南京邮电大学通信与信息工程学院教授、博士生导师，卫星通信研究所所长，长期从事卫星通信、空间信息网络、卫星导航与测控等领域的教学和科研工作。