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張仲麟

民航工作者，民航業(yè)評(píng)論員

人為制造的“百慕大三角洲”

2023年10月7日，加沙地帶的哈馬斯組織發(fā)動(dòng)的“阿克薩洪水行動(dòng)”無(wú)疑給以色列造成了自1973年以來(lái)最嚴(yán)重的損失。而以色列隨后也是進(jìn)行了極為猛烈且不顧平民傷亡的報(bào)復(fù)性空襲。

然而，在開(kāi)展報(bào)復(fù)性空襲的同時(shí)，以色列對(duì)附近區(qū)域的GPS信號(hào)開(kāi)始了干擾。根據(jù)10月15日以色列國(guó)防軍發(fā)布的消息，由于黎巴嫩真主黨的襲擊，區(qū)域內(nèi)平民要求撤離到受保護(hù)地區(qū)，同時(shí)“出于多種作戰(zhàn)需求”將在“作戰(zhàn)區(qū)域”對(duì)GPS的使用進(jìn)行限制。

10月15日以色列國(guó)防軍宣布對(duì)GPS的使用“進(jìn)行管制”

通常來(lái)說(shuō)，由于以GPS為代表的GNSS系統(tǒng)（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）在民航飛行中的重要作用，國(guó)際民航組織對(duì)GNSS的要求就是：任何國(guó)家和組織都應(yīng)當(dāng)避免干擾GNSS系統(tǒng)的運(yùn)行，不得蓄意對(duì)GNSS系統(tǒng)進(jìn)行大范圍的干擾，破壞以GNSS系統(tǒng)為基礎(chǔ)的各項(xiàng)服務(wù)。而在實(shí)際操作中，除了一些民航飛行不會(huì)經(jīng)過(guò)的戰(zhàn)爭(zhēng)區(qū)域會(huì)存在一定的GNSS干擾外，所有國(guó)家都默契地維護(hù)著GNSS系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

換言之，在這場(chǎng)巴以沖突中，由于作戰(zhàn)需求對(duì)戰(zhàn)斗區(qū)域內(nèi)GNSS信號(hào)進(jìn)行管制或者干擾是屬于可以理解的需求，但是，這必須是基于范圍嚴(yán)格限定在作戰(zhàn)區(qū)域，且不得影響作戰(zhàn)區(qū)域外正常民用用戶的使用。

而以色列對(duì)GPS進(jìn)行的干擾，顯然不僅僅局限于北部與黎巴嫩接壤的區(qū)域，而是以塞浦路斯—黎巴嫩—以色列為核心的覆蓋東地中海區(qū)域的較大的范圍。

10月15日以色列附近東地中海區(qū)域GPS受干擾區(qū)域

出于軍事目的對(duì)GPS進(jìn)行干擾或者限制是一直有之，就如俄烏戰(zhàn)場(chǎng)上俄羅斯為了保護(hù)重要目標(biāo)免受GPS制導(dǎo)武器攻擊，會(huì)部署GPS干擾器。俄羅斯所使用的GPS干擾器是阻塞式干擾，其原理是使用與GPS同頻段信號(hào)進(jìn)行淹沒(méi)式干擾，從而阻止接收器收到定位信號(hào)進(jìn)而無(wú)法定位。這種阻塞式干擾需要較大的功率，而且有效干擾范圍往往只有幾百米，主要是為了保護(hù)重要目標(biāo)。而以色列所進(jìn)行的干擾是欺騙式廣播干擾，其作用原理較阻塞式干擾精巧很多，影響范圍也遠(yuǎn)大于阻塞式干擾。

要解釋欺騙式干擾，就首先得從GPS系統(tǒng)的原理說(shuō)起。

GPS的核心在于軌道上的星座衛(wèi)星，星座衛(wèi)星廣播其位置與時(shí)間信息，通過(guò)時(shí)間差與光速獲得與星座衛(wèi)星的距離，隨后通過(guò)多顆星座衛(wèi)星的距離進(jìn)行三角定位以獲得確切的坐標(biāo)。也因此，接收到的GPS衛(wèi)星信號(hào)越多，定位越快越準(zhǔn)確。

在這里我們就可以發(fā)現(xiàn)，能進(jìn)行定位的核心在于終端接收到正確的星座衛(wèi)星信號(hào)，也即星座坐標(biāo)與授時(shí)信號(hào)。通過(guò)這兩者相結(jié)合才能判斷出距離某顆衛(wèi)星多少距離并進(jìn)行三角定位。

那如果終端收到的信號(hào)是多個(gè)精心偽造的、以假亂真的信號(hào)，并且采信后以此進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算呢？那得出來(lái)的位置坐標(biāo)自然是錯(cuò)誤的。而且由于GPS衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度本來(lái)就較低，因此欺騙信號(hào)不需要很高的功率就能強(qiáng)度大于真實(shí)信號(hào)，這使得欺騙式廣播干擾的范圍遠(yuǎn)大于阻塞式干擾，影響的區(qū)域也更大。

GPS系統(tǒng)原理示意圖

得益于目前民航飛機(jī)普遍安裝ADS-B設(shè)備，且有大量的公開(kāi)網(wǎng)站可以實(shí)時(shí)追蹤飛機(jī)的ADS-B數(shù)據(jù)，我們可以通過(guò)該區(qū)域內(nèi)民航機(jī)的ADS-B信息及軌跡來(lái)看看以色列的欺騙式廣播干擾效果。

以色列的區(qū)域欺騙式廣播干擾最直觀的效果就是，在塞浦路斯—黎巴嫩—以色列區(qū)域內(nèi)，凡是被欺騙式干擾影響到的飛機(jī)，全都把坐標(biāo)錯(cuò)誤地定位在了以色列西北部邊境地帶的戈蘭高地區(qū)域。

筆者就以色列進(jìn)行的欺騙式廣播干擾同相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行交流，得到的結(jié)論是：以色列這一套欺騙式廣播干擾系統(tǒng)顯然是準(zhǔn)備已久而且投入巨大，因?yàn)槠垓_式干擾負(fù)荷很大，對(duì)設(shè)備的可靠性要求極高。而要發(fā)送可以亂真（或者說(shuō)就是真的）的GPS廣播信號(hào)，要么是破解了整套GPS系統(tǒng)從底層數(shù)據(jù)進(jìn)行編造，要么是利用GPS系統(tǒng)的后門(mén)，甚至是美國(guó)方面從系統(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行協(xié)助，這樣才能做到效果如此顯著的大范圍欺騙式廣播干擾。

原本應(yīng)當(dāng)在綠圈區(qū)域內(nèi)飛行的飛機(jī)，GPS定位全部被篡改到紅圈戈蘭高地，這使得這些飛機(jī)看上去全都被“禁錮”在那一樣

10月15日受干擾區(qū)域飛機(jī)ADS-B軌跡回放

如果我們找受影響的飛機(jī)進(jìn)行具體分析，那就會(huì)更直觀了。

以10月15日的卡塔爾航空QR416航班為例，這班航班從多哈起飛后繞開(kāi)以色列經(jīng)東地中海飛抵貝魯特。在下降高度準(zhǔn)備降落貝魯特時(shí)，QR416航班進(jìn)入了干擾區(qū)域并被干擾。這導(dǎo)致飛機(jī)的GPS系統(tǒng)收到了錯(cuò)誤的坐標(biāo)被定位到基亞特希姆納，并通過(guò)ADS-B系統(tǒng)廣播了錯(cuò)誤的坐標(biāo)。而原本正常降落到貝魯特的QR416航班，也因?yàn)槎ㄎ槐桓蓴_使得FR24網(wǎng)站誤以為這架飛機(jī)備降到了基亞特希姆納機(jī)場(chǎng)。

用通俗易懂點(diǎn)的說(shuō)法就是，飛行員在東地中海上空飛得好好的，突然發(fā)現(xiàn)在電子地圖上自己被瞬移到了戈蘭高地附近。明明下方是廣袤的海洋還能看到海岸線，GPS系統(tǒng)卻說(shuō)自己在戈蘭高地上空……

你說(shuō)這算什么事?。?！這好端端的地中海東部，某種意義上都快成了百慕大三角了。

卡塔爾QR416航班在欺騙式廣播區(qū)域受到干擾，定位被“瞬移”到以色列西北地區(qū)。

而阿塞拜疆絲路航空的貨機(jī)，遭遇的又是另一種“航空鬧鬼”了。由于飛機(jī)ADS-B信息的地速是基于GPS坐標(biāo)變化率計(jì)算得來(lái)，既然GPS坐標(biāo)是假的，那通過(guò)GPS計(jì)算得到的地速自然也做不得準(zhǔn)了。而表現(xiàn)在絲路航空貨機(jī)上的情況，就如過(guò)山車一般。

當(dāng)然對(duì)現(xiàn)代民航客機(jī)來(lái)說(shuō)，并不依賴GNSS單一制導(dǎo)，INS（慣導(dǎo)）、VOR（無(wú)線電側(cè)向臺(tái)）以及指北針等導(dǎo)航依然保留。只要飛行員接受過(guò)充足的訓(xùn)練，哪怕GNSS失效，在地面引導(dǎo)之下將飛機(jī)安全降落是不成問(wèn)題的。

你說(shuō)一架飛機(jī)哪飛得出這樣的速度曲線啊

要說(shuō)以色列這樣目的何在，根據(jù)politico的報(bào)道，這一欺騙式廣播干擾是針對(duì)真主黨基于GPS制導(dǎo)導(dǎo)彈的襲擊。就從效果分析的話，如果有一枚基于民用GPS制導(dǎo)組件進(jìn)行導(dǎo)航的無(wú)人機(jī)或者“土造巡航導(dǎo)彈”經(jīng)過(guò)干擾區(qū)域飛往以色列，那么在干擾區(qū)域內(nèi)收到的信號(hào)顯示它已經(jīng)在以色列了?！昂昧?，既然你已經(jīng)在以色列了，你現(xiàn)在可以一頭扎下去攻擊了?！比缓筮@枚土造巡航導(dǎo)彈就一頭扎入了海中……

至于遠(yuǎn)程操控的無(wú)人機(jī)，在遭遇GPS坐標(biāo)偏移達(dá)上百公里的欺騙式干擾后，很顯然很難繼續(xù)按照既定航線飛往目的地了。哪怕人工介入操作，但因?yàn)闊o(wú)法獲取無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確的位置，所以無(wú)從進(jìn)行有效操控。而這也是以色列進(jìn)行干擾的目標(biāo)所在。

危及區(qū)域航空安全

1983年的大韓航空007航班事件是世界民航史上難以忘卻的一頁(yè)，當(dāng)時(shí)大韓航空007航班偏離航線飛入了蘇聯(lián)領(lǐng)空并接近敏感地區(qū)，蘇聯(lián)起飛的截?fù)魴C(jī)在多次警告無(wú)果（無(wú)線電叫不通、警告射擊無(wú)反應(yīng)）的情況下，將這架偏離航線的民航客機(jī)果斷擊落。大韓航空007航班事件一共造成269人遇難，這一悲劇性事件最終導(dǎo)致美國(guó)決定將原本用于軍用領(lǐng)域的GNSS系統(tǒng)（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）開(kāi)放給民用使用，也即目前廣為人知的GPS（全球定位系統(tǒng)）。

當(dāng)時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)里根宣布開(kāi)放GPS民用以避免此類悲劇再次發(fā)生后，GNSS成為了最為重要的導(dǎo)航手段了。相較于其他的導(dǎo)航模式（慣性導(dǎo)航、VOR等），以GPS為代表的GNSS顯然定位更精準(zhǔn)、更快速、覆蓋范圍也更廣。無(wú)論在偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上還是繁忙的空域，無(wú)論是惡劣天氣還是夜間，只要GNSS星座覆蓋范圍之內(nèi)，均可以得到準(zhǔn)確的位置信息。

就在這樣的背景下，GNSS成為了民用航空的新星座，它不僅僅是提供位置和時(shí)間的系統(tǒng)，更是守護(hù)著每一次飛行，猶如北斗指引著方向。而今GNSS系統(tǒng)不僅僅只有美國(guó)的GPS，中國(guó)的北斗、俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略，多個(gè)GNSS系統(tǒng)共同服務(wù)著全人類。這些GNSS系統(tǒng)雖然創(chuàng)建初衷是軍事目的，但客觀上已經(jīng)成為了當(dāng)今世界重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，是維系現(xiàn)代生活運(yùn)行的一部分。

如前文所說(shuō)，雖然國(guó)際民航組織對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)地區(qū)的GNSS信號(hào)干擾持理解態(tài)度，但原則是及時(shí)通告并盡量減少對(duì)飛機(jī)的影響。而以色列所開(kāi)展的干擾顯然并未顧及區(qū)域內(nèi)民用飛機(jī)用戶，尤其其干擾核心范圍恰好是黎巴嫩貝魯特機(jī)場(chǎng)起降航線上，由此造成的影響就更大了。

對(duì)飛行員來(lái)說(shuō)，GNSS系統(tǒng)是對(duì)飛機(jī)進(jìn)行精確導(dǎo)航的核心系統(tǒng)。雖然現(xiàn)在GNSS系統(tǒng)多為多模式（GPS、北斗、伽利略、格洛納斯），但由于GPS覆蓋范圍最廣、應(yīng)用最多，因此機(jī)載GNSS系統(tǒng)也是以GPS為主。本屬軍用的GPS開(kāi)放給民用，最重要的用途就是讓飛機(jī)精準(zhǔn)定位防止偏航，遭遇了欺騙式攻擊之后GPS喪失了精準(zhǔn)定位導(dǎo)航的功能，飛機(jī)無(wú)疑處于極高的偏航風(fēng)險(xiǎn)之中。尤其干擾區(qū)域靠近戰(zhàn)區(qū)，一旦飛機(jī)因?yàn)楦蓴_誤入沖突區(qū)域，那面臨的風(fēng)險(xiǎn)就從偏航一下子上升到了遭到誤擊了。

對(duì)空域管制來(lái)說(shuō)，機(jī)載GNSS獲得的坐標(biāo)信息通過(guò)ADS-B廣播告知空管，使其可以掌握飛機(jī)位置，因此其準(zhǔn)確性和可靠性對(duì)于確保航班安全、高效運(yùn)行至關(guān)重要。而遭受欺騙式廣播攻擊時(shí)，錯(cuò)誤的飛行位置信息會(huì)導(dǎo)致空中交通管制員無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)控飛機(jī)的實(shí)際位置，增加航線沖突的風(fēng)險(xiǎn)。

而且廣播式干擾覆蓋范圍很大，導(dǎo)致大面積的空域管理混亂，增加飛行員和交通管制員的工作難度，甚至由于基于ADS-B（非二次雷達(dá)）顯示的飛機(jī)位置全是錯(cuò)亂的，無(wú)法有效地進(jìn)行空域管制。因此在遇到大范圍的干擾時(shí)，為確保安全，交通管制員可能會(huì)要求飛機(jī)改變航線或等待，增大飛機(jī)間的安全距離，進(jìn)一步降低空域的運(yùn)行效率，從而導(dǎo)致航班延誤和空中交通擁堵。

也因此我們可以說(shuō)，以色列這種未事先通告干擾范圍與干擾性質(zhì)的針對(duì)民用GPS的欺騙式廣播干擾，對(duì)區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)與船舶航行造成了嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。這是一種只顧自己不管他人死活的極為自私的行為，大大超出了自我防衛(wèi)的必要限度。

實(shí)際上，以色列這種不拿民航機(jī)的死活當(dāng)回事的操作也不是第一回了。早在2019年以色列對(duì)敘利亞開(kāi)展空襲行動(dòng)時(shí)，就以準(zhǔn)備降落大馬士革機(jī)場(chǎng)的民航機(jī)為掩護(hù)開(kāi)展空襲行動(dòng)。所幸俄軍赫明梅基地及時(shí)發(fā)現(xiàn)這一情況進(jìn)行引導(dǎo)，不然差點(diǎn)造成敘利亞政府軍防空部隊(duì)誤擊民航機(jī)事件的發(fā)生。

在和相關(guān)專業(yè)的朋友討論以色列的欺騙式干擾時(shí)，相關(guān)專業(yè)的朋友就感慨此類干擾系統(tǒng)屬于關(guān)鍵時(shí)刻才會(huì)打出來(lái)的牌，因?yàn)樾Ч詈玫耐堑谝淮问褂脮r(shí)，而第二次使用時(shí)對(duì)手就會(huì)有所準(zhǔn)備。如今以色列在沒(méi)有（或者說(shuō)我們看來(lái)沒(méi)有）面臨嚴(yán)重威脅的情況下，為了應(yīng)付真主黨可能的無(wú)人機(jī)攻擊就將這張牌打出去，實(shí)在是讓人覺(jué)得很不理智。

所幸也就美國(guó)人會(huì)給以色列開(kāi)GPS系統(tǒng)的后門(mén)，而我們有著自主搭建的北斗系統(tǒng)，客觀上避免了未來(lái)軍事斗爭(zhēng)中遭遇相似的干擾。

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