gps的干擾與抗干擾

1、在當(dāng)今世界上，美國擁有全球定位衛(wèi)星的控制權(quán)，其大多數(shù)精確制導(dǎo)武器都采用了GPS全球定全系統(tǒng)制導(dǎo)方式，并且還利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)進(jìn)行彈道較正。導(dǎo)彈發(fā)射后，GPS系統(tǒng)會(huì)立刻對其飛行方向進(jìn)行導(dǎo)引，使其向首目標(biāo)飛去。在導(dǎo)彈飛行期間的某一特定時(shí)間里，彈載GPS接收機(jī)接收來自GPS衛(wèi)星群即時(shí)傳來的位置修正信息，并把它們傳遞給彈載的INS系統(tǒng)，以調(diào)整導(dǎo)彈的飛行路線。因此精確制導(dǎo)武器能夠在防區(qū)外以較高的精度攻擊預(yù)定目標(biāo)。此外，這類導(dǎo)彈還具有全天候

2、作戰(zhàn)能力。從1991年的海灣戰(zhàn)爭到1999年的科索活戰(zhàn)爭，這種要用GPSINS制導(dǎo)的“靈巧”導(dǎo)彈無不顯示出其在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要地位，故已經(jīng)成為同代戰(zhàn)爭的首選武器，是一類克敵制勝的殺手锏武器，也是政治家們達(dá)到其政治目的的重要工具。但GPS系統(tǒng)卻易受低成本低技術(shù)干擾裝置的影響，從而使導(dǎo)彈偏離飛行航線，誤炸目標(biāo)，導(dǎo)致不必要的政治影響。為了保證導(dǎo)彈能精確打擊目標(biāo)，迫使武器設(shè)計(jì)者重新考慮導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)防護(hù)問題。GPS受到的潛在威脅美國政府、工業(yè)部門

3、和學(xué)術(shù)界對GPS受干擾的問題進(jìn)行了大量研究和模擬，提出即使沒有掌握先進(jìn)技術(shù)的敵方也能容易、快速、廉價(jià)地制造和使用許多GPS干擾機(jī)，以摧毀依靠GPS制導(dǎo)的美國武器和其它平臺(tái)。如1994年9月，在約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室舉行的一次航空航天工程師和其它專業(yè)人員的研討會(huì)上，首次公開展示了一種得煙盒大小的自制干擾機(jī)，它采用12伏電池作動(dòng)力，產(chǎn)生100毫瓦的輸出功率，通過一根細(xì)小的全向天線發(fā)射信號(hào)。據(jù)設(shè)計(jì)者稱，該裝置足以干擾半徑16公里范圍內(nèi)

4、的任何采用CA編碼的GPS接收機(jī)。俄羅斯設(shè)計(jì)的廉價(jià)GPS干擾機(jī)現(xiàn)在到處可以買到，甚至可通過因特網(wǎng)采購到這種裝置。這種干擾機(jī)重310公斤(不含電池)。價(jià)格低于5萬美元，能對美國現(xiàn)有GPS系統(tǒng)的四個(gè)頻段實(shí)施有兒干擾。美國武器庫中現(xiàn)有的大部分導(dǎo)彈都易受GPS干擾的影響，這些導(dǎo)彈包括:增強(qiáng)型“杰索”、增強(qiáng)型高速反輻射導(dǎo)彈、AGM130、“斯拉姆”ER、裝有GPS的“魚叉”、陸軍戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)、“杰達(dá)姆”以及增強(qiáng)型GBU15。奇怪的是，美國對現(xiàn)有的

5、導(dǎo)彈沒有作高抗干擾技術(shù)的改進(jìn)。其主要原因有三點(diǎn)，首先是經(jīng)費(fèi)，盡管改進(jìn)現(xiàn)存導(dǎo)彈的費(fèi)用僅占導(dǎo)彈制造成本的很少一部分，但研究高抗干擾防護(hù)技術(shù)的總經(jīng)費(fèi)卻高的驚人其次，盡管干擾裝置實(shí)際上可以買到或易于制造，但對今還沒有出現(xiàn)干擾導(dǎo)彈GPS制導(dǎo)信號(hào)的潛在對手第三，美國軍事官員中仍保留這樣一種自信的觀念:現(xiàn)存導(dǎo)彈有效對付所有潛在的敵人。GPS制導(dǎo)的固有彈點(diǎn)對于一些飛行時(shí)間長的GPS制導(dǎo)導(dǎo)彈來說，很易受干擾，在干擾有效的情況下根本無法收到GPS制導(dǎo)信號(hào)。

6、在導(dǎo)彈飛行的最初階段，當(dāng)制導(dǎo)系統(tǒng)以CA編碼信號(hào)工作時(shí)，一般來說，24分貝以上的干擾就足以封鎖GPS信號(hào)當(dāng)導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成Y編碼模式時(shí)，干擾信號(hào)比為54分貝以上的信號(hào)就足以干擾制導(dǎo)系統(tǒng)。在導(dǎo)彈飛行的末段，干擾信號(hào)可能會(huì)阻止導(dǎo)彈到達(dá)目標(biāo)“框”中，在這種情況下，即使導(dǎo)彈還具有其它彈載導(dǎo)引系統(tǒng)也已不能再將其導(dǎo)向預(yù)定的目標(biāo)點(diǎn)。數(shù)據(jù)鏈路光電傳感器導(dǎo)的相結(jié)合的末制導(dǎo)等技術(shù)來提高未來精確制導(dǎo)武器的抗干擾能力。開發(fā)干擾信號(hào)比為90分貝的接收機(jī)對于功率

7、為100瓦的干擾機(jī)來說，具有90分貝抗干擾性能的GPS接收機(jī)，在導(dǎo)彈捕獲GPS信號(hào)的初期階段，干擾機(jī)的干擾距離減小到約4800米，在GPS跟蹤階段，干擾機(jī)的干擾距離減小到480米。但在美國現(xiàn)存的導(dǎo)彈中，大多數(shù)制導(dǎo)系統(tǒng)的干擾信號(hào)比僅在5060分貝以上，還沒有任何一種導(dǎo)彈的抗干擾性能達(dá)到90分貝。不采用GPS制導(dǎo)系統(tǒng)總的來講，歐洲人以往設(shè)計(jì)的導(dǎo)彈不會(huì)因GSP遭干擾而受到影響。因?yàn)榇蠖鄶?shù)歐洲國家的導(dǎo)彈在很長的一段時(shí)間里一直避免使用GPS制導(dǎo)系

8、統(tǒng)，目的是避免依賴美國控制的GPS衛(wèi)星系統(tǒng)。采用抗干擾性強(qiáng)的末段控制數(shù)據(jù)鏈路。值得注意的是，目前歐洲各國也開始研制GPS制導(dǎo)的精確制導(dǎo)武。英國的“風(fēng)暴幽靈”在初始設(shè)計(jì)時(shí)并沒有采用GSP制導(dǎo)，但生產(chǎn)的導(dǎo)彈將裝有PS制導(dǎo)系統(tǒng)。為了避免干擾，法國的塞克斯坦特公司正在為導(dǎo)彈研制GPSP(Y)編碼接收機(jī)，英國的“風(fēng)暴幽靈”則采用地形參照導(dǎo)航系統(tǒng)。其它幾種配備GPS的導(dǎo)彈有“黑薩赫恩”、“阿帕奇”和“阿拉米斯”導(dǎo)彈。戰(zhàn)術(shù)“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈可能是美國庫存導(dǎo)

9、彈中抗GPS干擾最強(qiáng)的武器，因?yàn)樗昧艘环N稱作精確地形輔助導(dǎo)航技術(shù)，當(dāng)導(dǎo)彈朝目標(biāo)飛去時(shí)，這種導(dǎo)航技術(shù)可使導(dǎo)彈嚴(yán)格按照地形輪廓飛行，使導(dǎo)彈在GPS受干擾時(shí)中仍具有捕獲目標(biāo)的能力，從而不需要對已有的GPS制導(dǎo)裝置作任何改進(jìn)，其精度與如今正在研制的“戰(zhàn)斧”BlockIII導(dǎo)彈所獲得的精度相當(dāng)。它計(jì)劃于2003年投入戰(zhàn)場使用。美國“賈斯姆”聯(lián)合空對地防區(qū)上導(dǎo)彈將于2005年進(jìn)入服役，它是美國第二代精確攻擊導(dǎo)彈，能夠耐受100瓦干擾機(jī)的干擾信號(hào)

10、。在美國庫存或計(jì)劃的下一個(gè)十年中服役的13種精確攻擊武器中，AGM130、“賈斯姆”以及戰(zhàn)術(shù)“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈采用了高技術(shù)干擾數(shù)據(jù)鏈路?？哲妿齑嬷锌傆?jì)約300枚AGM130將攜帶雷西昂公司的AXQ14高抗干擾數(shù)拓鏈中延緩?fù)?，根?jù)科索沃作戰(zhàn)獲得的經(jīng)驗(yàn)，約1300枚裝有雙向數(shù)據(jù)鏈的GBU15將采用中段彈道制導(dǎo)修正系統(tǒng)，改進(jìn)后的導(dǎo)彈型號(hào)為EGBU15。采用射頻數(shù)據(jù)鏈光電傳感器導(dǎo)的相結(jié)合的方案使導(dǎo)彈具有末制導(dǎo)能力，它們將具有高抗干擾能力。在高抗干擾改