银河号会不会被关闭舰载GPS系统？

　　银河号与GPS关闭这个故事确实被用的非常多，尤其是各类大型媒体，也是北斗重要科普材料之一（我以前也用过 ）。不过后来认真研究了一下，这事儿不太可能是真的：
　　1.时间问题
　　GPS的研究历史非常久远了，几乎伴随着人类航天史的起步，在斯普特尼克一号发射后就开始。但真正意义上的GPS系统开始于1978年，首颗Block I卫星发射，直到如今的Block III系列，前后经历了十几个版本的卫星。
　　依赖GPS导航的成熟版本战斧式巡航导弹是＂外科手术式打击＂的著名武器之一（图自：Wikipedia）
　　1990-1991年的海湾战争，带来了各种高精度炸弹和各种带来的新军事名词，如斩首行动、外科手术攻击等高精度作战，尤其是类似两发导弹炸水坝等效费比极高的战果，让人震撼无比。这场战争也是GPS大放异彩的时候，广泛用在了美军从单兵到装备上，所以GPS用于高精度导航定位的价值，就火起来了。
　　而早在1983年大韩航空007号班机空难事件，就让GPS民用化纳上日程。当时这架飞机从阿拉斯加飞汉城，由于导航问题误入俄罗斯领空，苏联战斗机升空，由于沟通不畅，被陆地高射炮发射炮弹和战斗机多次警告无果后，最终被战机当作侦察机击落，全机269人死亡。悲剧的是，这的确是一次失误，因为查询航班与地面沟通记录时，机长还一直认为自己飞在正常航线上。这次事件发生后，＂星球大战计划＂发起者里根政府就宣布GPS建成后将会开放民用，避免此类事件发射。
　　银河号事件发生在1993年7月，所以很容易让人认为应该能用上GPS的。
　　GPS理论上24颗即可完全工作，但实际上一直保持32颗，提供更好服务且互为备份
　　然而实际上，GPS系统在1993年才发射了第24颗运营卫星，打到系统满状态；1995年，美国空军（GPS拥有者）才确认进入100%运营状态；1996年，克林顿政府才正式开放民用使用。
　　因而，在1993年，作为一个完全民用、且是中国籍的银河号货船，不太可能获得民用GPS接收机。而且，直到今天船只也不会只依赖GPS或一个系统定位啊，传统的天文导航、惯性导航之类的，一般还会带着。利用各种＂传统＂航海仪啥的，也是船长的基本功了。
　　但把银河号和GPS连接在一起，且在各种大型媒体加持下，这个故事传播甚远，也足以体现出GPS对当时的中国人的震撼。
　　2.如何关闭舰载GPS系统
　　顺带再做一些科普，如果银河号带了民用接收机，美军该如何关闭它的GPS系统？
　　方案一：关掉GPS接收机
　　GPS接收机定位原理是无源定位，不需要跟任何第二方、甚至第三方双向交流，它唯一要做的就是接收GPS卫星的发射数据，然后自我解算定位即可。原理类似收音机接收电台，电台只管发，不在乎到底哪些、有多少收音机在听。这也是为什么，GPS/导航卫星系统的用户数量，是无限的。
　　用户只需接收到四颗卫星信号，即可精确确定自身位置和时间（图自：doi:10.9790/0661-1733344）
　　因此，美军不可能直接关闭对方的GPS接收机，除非带后门、能通信控制的那种…
　　方案二：关掉指定地区的GPS服务
　　这个方案是可行的，毕竟GPS卫星在美军手中，在信号上加干扰和选择可用性，都是曾经民用初期阶段的做法，后来出于挤压俄罗斯GLONASS系统民用空间的目的，给去掉了，当然可以随便加回去。关掉卫星也当然没问题。
　　这也是媒体演绎最广的版本：银河号的海域被关了，卫星飞到上空后就不发信号，船没法定位。
　　去除主动干扰后，GPS系统定位精度大大提高（图自：schlaggo.de）
　　此外，GPS卫星的轨道周期是恰好半天时间（地球自转的一天23时56分，不是平太阳时的24小时），所以你如果在每天固定的时间在固定的地方开启定位，看到的GPS卫星也基本是一样的。因而，随便设置下程序，让某些GPS卫星在固定时间降低服务质量甚至完全关闭，就可以实现对区域服务的限制。举个例子，最近几个月GPS一批新卫星在做信号发射功率调试，很正常的行为，我们都可以从信号中看出来不少星载接收机（我们是做低轨卫星精密定轨的）受到了较大影响。
　　但这个方案没有太大价值，尤其是针对银河号这种＂小角色＂，因为关闭区域服务后，最大的负面影响是美国本身。首先这会影响区域内其他非敌对用户的服务，太影响GPS民用市场和信誉了，会把用户送给格洛纳斯、北斗、伽利略啥的；其次，大量的美军、美方民用单位，也在使用GPS，即便军用的不会受太大影响，但也会极大影响民用的美方单位；再次，GPS轨道非常高，20000余千米，如果关掉或加干扰，影响的范围实在太大了，很难做到小的局部干扰。
　　方案三：加干扰
　　这个方案性价比非常高，因为干扰GPS太简单了，主要有两种方法：
　　1.压制式干扰
　　GPS卫星的信号发射功率其实并不高，经典的Block II各类卫星发射装置功率大概才几十瓦，要知道这些卫星可是飞在2万千米高啊，相当于你从北京看阿根廷城市里亮起来的一盏灯泡而已，眼睛得多尖才行？
　　GPS信号发射到地面时强度仅为-160dbw，或者-130dbm附近，这个信号太弱了，比无线广播电视天线的信号（-60dbm左右，相差千万倍）都要弱很多。因此，GPS接收机往往特别灵敏，就好比你在黑夜中睁大眼睛看弱光，开点强光就亮瞎了…
　　因此，来点较强信号使劲压制即可，窄带瞄准式、宽带扫描阻塞式，总有一种方式压制住你的接收机不能工作。
　　2.欺骗式干扰
　　压制式毕竟还需要一个功率大的发射机，且信号压制能力随着距离减弱。那么，既然GPS是我家的，我很清楚它的信号是怎么编出来的，也知道它是怎么被接收到的，到地面时应该是个什么情况，芯片也是我家造的，那我为什么不用假信号？或者是我把接收到的真实卫星信号，加上干扰，再重新转发给要干扰的目标（转发欺骗）。
　　由于我离被干扰目标非常近（总比20000千米近多了吧），一个极小的干扰器就可以覆盖非常大的范围，且效果极好，可以完全欺骗掉目标定位能力。
　　脑补下，如果是已经出发的武器，只依赖GPS用来定位，用的都是欺骗的虚假卫星信号，这得飞出什么轨迹来？
　　美军进行过的一次大型GPS系统干扰测试，看这影响范围有多大（图源：miamiherald）
　　之前听过一场讲座，是一个70多岁、GPS初创大佬之一讲的，在介绍GPS干扰时，从口袋里拿出一个打火机一样大小的盒子，说把它用气球随便放出去，就足以保证对一个中型城市的GPS接收机干扰压制。
　　所以，如果对银河号进行定位压制，根本不需要黑掉它接收机、关闭区域GPS服务，只需要随便干扰下即可。例如，一支笔一样的干扰器，或许就能覆盖整个海域。这种GPS干扰能力，显然也是美军大型装备基本功了。
　　也正因如此，新一代GPS卫星，尤其是Block III系列，经过近20年研发，虽然各种性能看起来跟之前差不太多，但最重要的提高就是抗干扰能力，让GPS系统再上一步。
　　最终，还一个问题，假如你的船都已经被军舰逼停无法动弹了，对方还有必要让你无法导航么？所以打铁还需自身硬，让别人不敢轻易侵犯你家的船，才是重点                                下一站火星（全彩） 深度解析＂天问一号＂闯关之旅                        ￥73.4                                                                购买