蒋华 砺道智库 2023-09-27 13:45 发表于北京

据美媒9月26日刊载军事专家吉尔·卡罗撰写的文章称，美国对全球定位系统（GPS）的军事依赖构成了重大弱点。目前，欧洲正在见证两国之间的常规战争。在此背景下，技术尤其是导航系统的作用已成为军事成功的决定性因素。

美国的GPS、欧洲的伽利略、中国的北斗、俄罗斯的格洛纳斯等全球导航卫星系统（GNSS）在现代战争中发挥着至关重要的作用。尽管它们的技术规格不同（例如频率和轨道），但这些系统的设计是兼容的，从而可以实现更高的定位精度。然而，它们的信号容易受到各种形式的干扰，例如干扰和欺骗。尽管采取了反欺骗等安全措施，但这些措施并非万无一失。

全球定位系统(GPS)于冷战期间推出，最初开发的目的是为美国军方提供无与伦比的导航和授时能力。多年来，该系统不仅已深度集成到军事功能中，而且还深入集成到民用应用中。然而，这种对GPS的普遍依赖使美军面临巨大的弱点，特别是考虑到俄罗斯和朝鲜的反卫星能力和网络战能力。

在当前的乌克兰战争中，俄罗斯加大了赌注，开发了能够摧毁GPS卫星的反卫星(ASAT)导弹。此举可能会有效削弱北约的远程武器。令人惊讶的是，俄罗斯似乎并不害怕对其自己的格洛纳斯系统进行类似的攻击。这是因为俄罗斯重振了现有的无线电导航系统，称为远程导航（LORAN）。

LORAN最初是在第二次世界大战期间开发的，是一种双曲线无线电导航系统。与GNSS系统不同，LORAN根据三个或更多同步地面站发出的信号之间的时间差来计算接收器的位置。在这种设置中，绝对时间不如到达时间的差异重要，这一概念称为多点定位。

LORAN的起源可以追溯到1940年，当时Alfred Lee Loomis在美国陆军微波会议上介绍了它。该系统最初提供200英里半径内1海里的精度。随着时间的推移，它经历了各种迭代和名称的演变，最终成为麻省理工学院辐射实验室的一部分，名称为Project 3。

通过实验出现了LORAN的多个版本。其中一个版本LF LORAN出现于1945年，其工作频率要低得多，需要气球天线。二战后，CYCLAN和Whyn系统被创建来支持美国B-47轰炸机的导航。CYCLAN证明是成功的，它表明使用两个频率而不是一个频率可以带来更好的性能。

到1952年，CYCLAN的成功激发了Sperry开发Cytac程序的灵感。其主要目标是在保持精度的同时以更低的频率运行。尽管该系统在10码左右实现了令人印象深刻的精度，但由于对信号强度和干扰的担忧，该系统并未被广泛采用。

在这些实验中，开发了LORAN B和更成功的LORAN C版本。LORAN C成为最广泛使用的版本，运行频率在90至110kHz之间，并且在全球范围内有多个无线电信标运行链。LORAN C代表了获取位置的速度和准确性方面的显着进步。然而，它并非没有缺点。其技术源于20世纪50年代，这对所需的电子设备造成了限制。

在20世纪70年代末和20世纪80年代，LORAN系统经历了重大升级，纳入了固态电子器件和第一批微控制器。尽管开发了LORAN的D和F版本，但它们的改进因GPS的出现而黯然失色。基于卫星的导航系统很快就使LORAN等传统无线电导航基本过时。GPS变得如此高效且具有成本效益，以至于维护LORAN系统在经济上似乎不合理。

GPS等全球导航卫星系统(GNSS)的广泛使用导致人们广泛依赖这些技术进行导航和定位。这种相互依赖常常视为对故意破坏的威慑。

尽管依赖GNSS，美国政府仍考虑振兴LORAN系统作为GPS替代方案。奥巴马政府分配了升级预算。然而，怀疑导致它削减了这一预算。这一决定似乎值得怀疑，特别是考虑到GPS系统的脆弱性。因此，LORAN逐渐陷入默默无闻，其大部分站点都被拆除。

俄罗斯一直在积极升级其无线电导航系统，称为CHAYKA（俄语中的“海鸥”），类似于LORAN。最初开发是为了解决俄罗斯GPS的局限性（后来通过其GNSS系统GLONASS解决了这个问题），但CHAYKA仍然保持在现役状态。俄罗斯不仅实现了CHAYKA的现代化，还扩大了其行动范围，将乌克兰等地缘政治利益地区纳入其中。这种对卫星系统的强大备份使俄罗斯能够可靠地威胁对全球GNSS系统的破坏，因为他们知道他们有可靠的导航替代方案。

技术创新并不存在于真空中；而是存在于真空中。他们经常重塑军事理论和战略。例如，GNSS引入的精确和实时功能重新定义了现代交战形式，从无人机战争到用于态势感知的实时数据分析。然而，类LORAN系统的稳健性和不易受攻击的特性非常适合卫星通信可能受到损害的情况。技术和战略的共同进化需要重新评估战术和地缘政治格局。

军方使用全球定位系统(GPS)进行导航和精确定位是一把双刃剑。虽然该系统在指挥和控制方面具有无与伦比的优势，但其固有的缺陷带来了巨大的风险，可能被对手利用。

第一层漏洞源于GPS的技术限制。信号强度和传播是迫在眉睫的问题；GPS信号必须穿越地球大气层很远的距离才能到达地面接收器。它们的强度不仅会因天气条件等自然因素而被削弱，还会因故意干扰而被削弱。在军事背景下，对手可能会利用这一漏洞，使用集中信号干扰策略来降低作战效率。同样令人担忧的是频谱拥塞问题。GPS运行的L波段变得越来越拥挤。这种不断升级的拥塞增加了无意信号干扰的风险，而这种干扰可以通过同一频段的高功率传输进一步被故意利用。

虽然现代军用GPS应用通常采用加密信号来提高安全性，但遗留系统和互操作性要求有时会迫使使用民用GPS信号。这些未加密的信号成为欺骗攻击的轻而易举的成果。一次执行得当的欺骗操作可能会误导GPS接收器计算出错误的位置，从而导致军事资产误入歧途或落入陷阱。此外，中央控制基础设施——地面控制部分——成为单点故障。尽管有冗余和强化设施，但其集中化性质仍然是装甲上的一个漏洞，容易受到动能攻击和网络攻击。

技术限制体现在操作限制上，使军队对GPS的严重依赖进一步复杂化。首次定位时间(TTFF)是GPS接收器获得初始位置所需的持续时间，可能会导致延迟。在高风险、时间敏感的操作中，这种延迟可能是致命的。

当考虑到潜在的GPS故障时，运营规划就成为一项艰巨的任务。替代导航策略的必要性增加了任务的复杂性，而任务传统上依赖于GPS的可预测性和准确性。这种负担延伸到战术行为。过度依赖GPS可能会导致可预测的模式，例如使用某些导航良好的路线，从而使军事资产暴露在敌人的观察和潜在的伏击之下。

GPS漏洞的连锁反应远远超出了当前的运营时间。如果由于GPS故障而需要中止任务，更大的战略目标可能会受到影响。除了直接的战术影响之外，为军事资产配备冗余系统和对策所带来的经济和后勤负担也不容忽视。这不仅会带来经济成本，还会增加重量和功率要求，从而限制任务持续时间和机动性。

也许最潜在的影响是军事人员的技能萎缩，他们变得过度依赖GPS进行导航。地图阅读和天文导航等传统导航技能的侵蚀可能会严重影响在无法使用GPS的环境中的作战效率。

鉴于这些相互关联的技术和操作漏洞，美国军方必须重新考虑其以GPS为中心的战略。采用多模态冗余、复兴传统导航技术以及对量子导航的长期投资不仅是选择，也是必然。通过这样做，军队可以减轻这些风险，并在竞争日益激烈和复杂的战场上保持作战效能。