《导航战》2025最新报告

本工作文件简要介绍了导航战，即针对导航卫星（如作为主导全球导航卫星系统（GNSS）网络的美国全球定位系统（GPS））的定位、导航与授时（PNT）的攻击方法。定位与导航对于汽车、船舶和飞机中的导航员至关重要。例如，GPS的授时为股票交易提供有效时间戳，为电网提供可靠的实时数据，为智能手机的IT系统和蜂窝网络提供同步。对于军方而言，GPS对于精确制导武器等至关重要；在外层空间，卫星星座的发射、定轨和控制也需要它。与此同时，其他GNSS系统也已投入使用，例如伽利略（欧洲）、北斗（中国）和全球导航卫星系统格洛纳斯（俄罗斯）。

由于针对GPS的干扰和欺骗攻击日益增多，人们对过度依赖GPS的担忧与日俱增。干扰是指故意使用电磁能量来阻断GPS信号，而GPS欺骗则是使用虚假信号发送错误的定位和/或授时信息。GPS干扰和欺骗主要在区域冲突中实施。乌克兰战争和加沙战争已显著恶化了这一状况。GPS干扰会影响许多系统，例如船舶的自动识别系统（AIS），这可能导致船舶碰撞和事故。民用航空航班也受到GPS干扰和欺骗的严重影响。自2023年9月以来，观察到GPS欺骗事件增加了500%，到2024年8月，每天约有1500架次航班遭受欺骗。从2024年7月15日到8月15日，共有41,000架次航班因军事活动的附带效应而遭遇欺骗。这通过影响飞机着陆阶段对民用航空构成严重风险，甚至在校正GPS信号恢复后，一些飞机系统可能仍在处理错误数据（GPS污染）。一个关键发现是，目前无法将GPS接收器与其他飞机系统隔离。

针对干扰和欺骗的导航战防御旨在消除干扰产生的电磁噪声和欺骗产生的虚假信号。主要方法包括加密（允许接收器选择正确信号）和更强的GPS信号。新一代的GPS IIIF卫星将增强针对网络攻击和辐射的防护能力。进一步的措施旨在现代化或替换GPS，例如自适应天线阵列、窄带频率滤波器以及与可提供额外PNT信息的惯性传感器的集成。此外，可以利用来自其他GNSS系统（多GNSS）和其他传感器或设备（多PNT）的附加信号。作为GPS的替代方案，美军正在开发量子导航芯片。基于星链（Starlink）、太空帆（Spacesail）和一网（Oneweb）的卫星互联网的扩展将使互联网更容易受到干扰和欺骗。目前仅限于GPS系统的导航战问题届时也将与其他领域相关。尽管导航战防御的研发工作正在进行中，但干扰和欺骗的增多和广泛使用表明需要更多的防御技术。