卫星揭示:欧洲和中东GPS信号干扰规模远超预期!
卫星测绘揭示GPS信号干扰规模
一颗实验卫星首次从太空对欧洲和中东地区的GPS信号干扰规模进行了测绘,数据结果令项目团队惊讶。结果显示,远离地球轨道运行的卫星并非唯一会遭遇定位、导航和授时(PNT)信号质量下降的对象,而信号质量下降可能会影响卫星的性能及其运行安全。
Pulsar - 0卫星情况及Pulsar星座目的
这些新测量数据由Pulsar - 0卫星获得,它是加利福尼亚州Xona Space Systems公司开发的新型Pulsar导航星座的第一颗卫星。该卫星在距地球310英里(500公里)的高空轨道运行,在该公司于今年晚些时候开始部署由300颗航天器组成的近地轨道(LEO)导航星座之前,对Xona的技术进行测试。Pulsar星座的目的是提供比美国GPS网络以及其他全球导航卫星系统(GNSS),如欧洲的伽利略或中国的北斗,更具抗干扰能力的PNT服务。不过,由于GNSS卫星的轨道距离地球较远,高度超过12000英里(19000公里),地面接收器接收到的信号较弱,很容易受到干扰。
GNSS信号干扰成全球紧急问题
在过去五年里,GNSS信号干扰(用噪声压制GNSS信号)和欺骗(用携带错误坐标的虚假信号覆盖原始信号)几乎已成为全球性的紧急问题。例如,俄罗斯的干扰设备一直在其西部边境干扰GNSS信号,每月影响该地区上空的数万个航班;中东的交战各方也利用干扰和欺骗手段来抵御无人机攻击,并隐藏海上非法船只的位置。
Pulsar - 0卫星发现干扰远超预期
Xona的卫星将使用类似但强度高100倍的信号,以增强对蓄意干扰的抵御能力。Pulsar - 0航天器还搭载了一个GPS接收器。去年Pulsar - 0发射几个月后,当Xona团队首次开启该接收器时,对欧洲和中东部分地区接收器所报告的信号质量下降程度感到震惊。Xona联合创始人Kaz Gunning表示,原本预计会检测到一些干扰,但实际情况远超预期。在受影响最严重的地区,卫星所在高度的GPS信号强度从正常的40分贝降至最低10分贝。
近地轨道卫星受干扰影响
Gunning表示,由于Pulsar - 0卫星的高度,该地图可能无法真实反映地面用户受干扰最严重的区域。但数据显示,在繁忙的近地轨道运行的卫星,从西部的法国到东部的巴基斯坦边境,都在一定程度上受到了GPS信号干扰。这些测量结果表明,近地轨道卫星也无法免受地面干扰设备的影响,而且这些卫星进行操作时间同步和确定空间位置所需的PNT信号并非总是可靠的。例如,对于试图定位以拍摄特定区域图像的成像卫星来说,失去GPS信号会干扰其正常运行;像SpaceX的星链这样的卫星星座也依赖GPS来避免与其他航天器发生碰撞。
多种因素破坏PNT信号及应对措施
并非只有蓄意的干扰和欺骗会对宝贵的PNT信号造成严重破坏,严重的太阳风暴也会导致严重的信号中断。例如,2024年5月的甘农超级风暴极大地扭曲了GNSS信号,导致美国部分地区的精准农业机械数天无法运行。因此,技术专家们正在竞相寻找备用解决方案,以便在GNSS系统出现故障时,仍能向所有需要的用户传输PNT信号。
Xona公司的计划与期望
Xona希望,Pulsar星座一旦投入运行,将使依赖GNSS的用户的生活变得更加轻松。Gunning表示,凭借该公司计划部署的近地轨道星座所传输的PNT信号的强大优势,现有的干扰设备只能影响目前干扰范围的约5%。Xona计划在10月发射一批6颗卫星,并随后迅速扩大生产规模。该公司在今年3月的“C轮”融资中筹集了1.7亿美元,并希望在2027年初开始提供基本服务。Xona通信主管Max Eunice表示,预计计时领域的早期客户将在今年年底开始间歇性地使用Pulsar服务,随着每次后续发射,Pulsar的功能将不断增强,随着星座逐步完善,将为新的客户群体带来新的优势。
