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当GPS和北斗卫星定位被干扰了,解放军和美军还能正常作战吗?

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截止目前,全世界只有三个国家能提供军用信号的卫星定位导航服务,可以随意用自己的卫星定位导航系统发展自己的卫星制导武器,他们是中国的北斗、美国的GPS和俄罗斯的格洛纳斯。卫星导航系统的建设不仅需要雄厚的技术实力为依托,同时,还需要雄厚的经济实力作保障。也就是说,有技术没钱或有钱没技术,都是无法实施如此宏大的航天工程的。

由于军用卫星定位系统的重要性,各军事强国都高度重视卫星定位系统的干扰和抗干扰性能。那么,如果战场上GPS和北斗卫星定位被干扰了,解放军和美军还能正常作战吗?

我国军队和军事科研人员这些年就有深刻体验,每当中国要进行大规模军事行动或大型国产武器测试时,战区上空的美国GPS卫星信号总会”碰巧“发生一些故障,要么被断续关闭,要么强度降低。

最近几年的乌克兰内战和叙利亚战争,西方军队发现俄罗斯具有战区GPS干扰能力,能够在一段时间内将整个战区的GPS民用信号削弱或完全阻塞,多次民航组织和舰船航行的危情汇报,就是疑似俄罗斯干扰民用GPS,所以,美军在不久前提出过警告,要警惕俄军的对导航系统发动电子战的能力。

俄罗斯和中国都高度重视GPS干扰作战,出品的GPS干扰机,能够干扰普通的军用GPS接收机。最简单的工作原理是将受到的GPS信号做延迟处理再播发出去,当敌人的GPS机受到虚假信号。

不过,道高一尺魔高丈,美军最新的GPS卫星是具有抗干扰能力的,能用两个频段发布两种军用导航码,在实战中可以构成4种工作模式,从而可以大大提高抗干扰的能力。美国的军用GPS接收机有个重要的抗干扰技术,就是GRAM应用组件和SAASM反欺骗模块,是一种标准电子插件,可插入飞机、舰艇、导弹和各种武器中。

另外,为了提高军用GPS的作战性能,美军通常会在战时故意降低甚至关闭敌方战区的民用信号,提高军用信号的强度。例如,4月14日美英法三国使用巡航导弹对叙利亚发起了大规模空袭,美军就在4月13日晚至14日凌晨,将叙利亚战区的L2波段的GPS军用信号突然增强,信号强度约为平时的一倍以上,这些举动都被我国北斗地基系统连续检测到,并发出过警告。

所以,要想对战场区域的军用GPS信号进行可靠干扰,不太容易。

最后要强调的是,在武器应用领域,GPS卫星制导系统并不是人们想象的那样神奇厉害,GPS基本都是作为辅助制导,极少有武器弹药单纯的使用GPS作为唯一制导系统。一般都是GPS/INS组合制导,即惯性制导+GPS全球定位系统辅助制导。INS惯性制导的输出帧率高,晶振时间准,所以制导以惯性系统为基准,但INS的漂移大,需要用GPS来校正积累误差。

例如美军JDAM卫星制导炸弹,以及4月14日空袭叙利亚,美军发射的AGM-158联合防区外攻击导弹和战斧式巡航导弹,都是以惯性制导为主,GPS导航为辅。如果GPS信号被破坏,导弹或炸弹的制导系统也一样工作,只是作战效率会打折扣,精度稍差或可靠性稍差。

相对其他兵种,炮兵是最需要定位系统支持的,不过,广泛应用GPS的炮兵,如果失去GPS信号,也照样能作战。例如美军陆军目前采用的火炮数字化设备,包括弹道计算机、激光测距机、初速测定雷达、自动瞄准装置等组件,导航定位则是惯性导航装置和GPS全球定位接收机组合系统,并不单纯的以来卫星定位。

苏联战略火箭军的几种机动陆基洲际导弹,除了配备格洛纳斯卫星定位系统,还使用惯性导航车来进行定位处理,一分钟内就可以精确定位,可不使用卫星。

M982神剑制导炮弹,是美军第一种具备发射后不用管能力的精确制导火炮弹药,采用了惯性测量装置的导航组件,外加抗干扰的全球定位系统接收机辅助制导,在无干扰时,圆概率误差为6米。有干扰时,圆概率误差也能从普通无制导炮弹的370米降低到20米以内,所以M982也具备在GPS信号不良的情况下,完全依靠惯性制导作战的能力。

如果不掌握自主的卫星定位系统,或者跟美国不够铁,拿不到军用GPS信号。那么为了时髦研制的卫星制导武器只好使用GPS民用信号,这类武器通常精度极低。例如投掷距离高达80公里的SWAK滑翔制导炸弹,是印度首枚远程防区外精确制导炸弹,SWAK制导炸弹采用嵌入式GPS/INS组合导航系统,在2010年首次亮相时,还只能使用民用GPS信号,炸弹的圆概率误差(CEP)为60米,而中美俄等国的卫星制导炸弹的末端精度都在5~10米左右。考虑到远达80公里的射程,这么差精确度只能让印度人捏着鼻子忍了。直到几年前印度与美国和俄罗斯分别签署了引入GPS和GLONASS的军用信号协议,这枚制导炸弹的圆概率误差才提高到了15米以内。

北斗(左图)与格洛纳斯(右图)卫星星座的示意图,如果二者联合,将形成世界规模最大的卫星导航系统。

中国在2012年年底,建成北斗二号系统,开始向亚太地区提供服务,现在全面启动北斗三号系统的全球组网,2018年可为一带一路沿线国家提供服务,2020年形成全球服务能力,建成世界一流的全球卫星导航系统。北斗已正式进入米级定位时代,最新一代导航芯片定位精度可达2.5米,开放信号的定位精度与GPS民用信号相当。北斗的军用精度还没有对外公布过,据推测应该在1米以内。