GPS中的電子對抗技術及其對抗策略

摘要：GPS就是全球定位系統，并且已經導航中發揮很大的作用，也已經成為唯一的導航和精確制導武器的系統。所以全球各國對于全球定位系統進行的電子對抗技術十分關注，并且已經成為未來發展的主要方向。本文根據GPS中的電子對抗技術進行研究，首先，介紹了GPS的概況，然后，介紹了GPS中電子對抗技術的重要性，其次，介紹了電子對抗過程中的模型，最后，介紹了GPS的電子技術對抗的方法。本文根據GPS中電子對抗技術的研究，希望對于我國全球定位系統有所幫助。

關鍵詞：GPS;電子對抗技術;對抗策略;

GPS就是全球定位系統，最早是美國提出，主要是滿足軍隊對于陸地、海洋和天空進行精確導航和定位，建立的全新導航和定位系統。GPS技術具有全天、全球和持續的精確的3D導航和定位的作用，GPS技術現在社會中軍用和民用都發揮著非常重要的作用，所以對于GPS的干擾和抗干擾已經成為各國研究的重點。

一、GPS 技術的概況

GPS系統是美國最早研發的全球衛星導航和定位的系統。其全球定位系統是由GPS衛星星座、衛星和地面控制部分、注入站、監測站、用戶終端設備組成。這個系統利用導航衛星進行準確的測距，可以在海上、陸地、天空進行全方位實時導航和定位的功能。GPS導航系統建立之后為導航和定位技術帶來翻天覆地的變化，從根本上解決人們在海上和天空導航和定位的難題，也可以滿足各種用戶的要求。全球定位系統提供的經緯度坐標、高精度的時間以及實時速度等重要的數據。GPS系統和其他定位系統相比，具有全天、全球、實時提供精確的位置信息的特點，受到軍隊的喜愛，并且現在已經在民用領域得到廣泛的使用。

二、GPS 中電子對抗的重要性

GPS系統因為自身系統的限制，所以很多GPS的接受終端比較依賴衛星發射的頻率信號進行工作，所以很容易受到射頻信號的影響。干擾信號可能是自然形成的也可能是人為造成，可能是寬帶也有可能是窄帶。如果出現射頻信號，無論衛星發射的=信號有多強，都會降低GPS信號到達終端設備的信號完整程度，進而會影響GPS 的使用效果。GPS最早在軍事行動中應用最早是上個世紀的海灣戰爭，后來的科索沃、阿富汗戰爭等都從戰術和戰略上兩個層面上廣泛地應用。GPS的用戶對于GPS系統很容易受到各種干擾信號已經在戰爭中得到證實，所以非常有必要對GPS的電子對抗進行研究。

三、GPS電子對抗過程的模型

如果使用新技術得到對抗勝利是非常不穩定。從電子對抗的歷史可以得到這樣的結論，如果把希望都放在新技術上就可以贏得對抗是不可能的。對抗雙方的行動策略組織和行動就必須考慮，對抗雙方都應該按照對策理論決定自身方法，并組織實施相應的策略，這樣才可以發揮優勢。每一次信息對抗戰爭的結果都得到雙方的認可，自己的對抗行動策略是非常重要的，只有選擇適合自己的對抗策略才能達到最大利益，而且還應該考慮對方使用對自己不利的策略。在GPS電子對抗的過程中，干擾和抗干擾的時候都應該符合這樣的規律。

對策現象就是對抗的現象，對策現象主要是人、對策方法和支付，對策論是用數學分析對策現象分析，在對策論中人的對策應該符合最小最大化的標準，也就是一方的最小利益解釋另一方的損失。對策數學模型有很多分類辦法，比如，有限對策和無限對策以及對策和非零和對策、連續對策和分散對策等。正常情況下，人們都會使用有限零和對策模型，也就是就是局中只有兩個人，局中人的支付之和是零，贏家是正數，輸家是負數。

四、GPS的電子技術對抗的主要方法

（一）GPS信號偵察技術

一個有效的GPS 干擾系統應該有GPS 信號偵察技術。現在我們知道GPS信號格式、信息速率、載波頻率、擴頻增益、偽碼速率，如果發生戰爭就必須考慮GPS 信號會因為某些因素發生變化，因此高效的GPS 告饒系統中信號偵察就非常有必要。GPS 偵察技術主要是用諸元GPS對抗的，要求有比較強的機動性能，為GPS 干擾系統提供技術信息支持。未來對于GPS軍用碼的偵察是必不可少。GPS以后會使用陸地或者空中衛星技術，也有可能在現有的頻率上下規劃處分段成為新的信號，變成一種新的帶有現金導航信息的軍用碼。GPS 偵察可以截獲、分析、載頻、碼速等參數的測量任務，為GPS干擾提供技術支持。

（二）GPS的干擾技術

在GPS系統中對GPS的干擾是最容易實現的，其實才是對GPS衛星進行干擾，最難的是對GPS系統地面控制部分的干擾。當然，干擾難易程度和干擾效果也有一定的關系。現在GPS干擾技術已經經過幾代改造的，比如，阻塞式干擾，有的在概念上和系統上進行創新，比如偽衛星技術。下面介紹幾種干擾GPS的方法：

1.轉發干擾。轉發干擾利用GPS信號在空間上傳播的特點，干擾的人對收到的GPS信號進行人為的延遲，然后將信號發射出去。這樣做的結果就是對碼同步要求嚴格的GPS信號接收機收到兩個相同的信號之后，就會產生錯誤的判斷。也可以使用GPS接收機分析哪個信號是真的，哪個好費時間時間、運算量、儲存量等確定干擾。這種干擾方法不用了解信號的參數、偽碼結構，所以也是最簡單的干擾效果。

2.虛假偽碼。這就是干擾方根據傳統的經驗偵察出GPS偽碼的確切信息。然后偽造出符合GPS接受規范的偽碼，干擾機產生特定碼型。讓GPS接收機的解擴先關器不能分辨真實的信號。比如，使用真偽碼一致的同步碼組，再在信息碼中稍加改變，GPS接收機就會算出錯誤的位置。這種辦法可以對GPS系統有比較大的干擾效果，但是也比較難實現。

3.相關干擾。相關干擾就是干擾不能真正了解GPS的真實結構。但是可以根據偵察進而計算找到一種和GPS偽碼序列相關性比較大的偽碼序列。通過GPS的窄帶濾波，就會獲得更多的干擾信號。

4.阻塞式干擾。這種干擾就是對GPS 信號載頻附近的頻帶進行干擾。相對于載頻來說，屬于寬帶干擾，對于整體來說，又屬于窄帶干擾。當GPS信號偽碼不容易破解的時候可以阻塞接收機，讓GPS信號不能被正常地放大和檢測。

5.壓制干擾。這種方法是比較傳統的干擾方法，它是對非常寬的頻譜上所有的信號進行壓制，而且實現也比較簡單。雖然這種方法效果比較明顯，但是這種方法不能明顯區分敵我信號，而且還容易被敵方的反輻射武器摧毀。

（三）GPS的抗干擾技術

自從GPS出現以后，對于GPS抗干擾就受到很大的關注，所以也投入最大，因為他們對于GPS依賴比較大，對GPS系統體制弱點和技術弱點比較清楚。在GPS空間部分、地面控制部分和用戶終端都進行持續不斷的抗干擾研究和實踐。

1.GPS信號偵察技術

偽衛星技術就是這些年發展的新型抗干擾技術。因為GPS衛星的發射頻率經常受到限制，星地鏈路比較長，導航信號到達接收機的信號比較弱。正常情況下，C/A碼是的干信號抗干擾能力，但是P碼就有43dB的抗擾能力，對于這個問題可以向戰場使用偽衛星技術，偽衛星技術分為陸基和空基兩種，就是把GPS導航信號發射機裝在飛機或者地面，接受或者放大信號，代替原來的GPS衛星信號。這樣GPS信號的功率就會變大，可以有效提高GPS 接收機的抗干擾能力。空基也會隨著飛機位置的變化，降低GPS信號的接受能力，陸基的信號范圍有限，兩個結合在一起就可以有效提高GPS信號接受能力，而且還迫使干擾方增加更大的干擾機發射功率，才能達到干擾效果，這樣就會被反輻射武器發現并破壞。當前美國已經研制出使用6架飛機構成的衛星星座，可以覆蓋至少500平方公里的區域，但是偽衛星技術也會因為發射源比較大，很容易受到干擾方的破壞。

2.慣性導航技術

慣性導航技術就是充分利用GPS可以遠距離長時間提供精確位置，但是也容易受到干擾的特點，提供精度比較低的導航信號。因為系統問題，慣性導航不容易受到干擾。當慣性導航和GPS 兩個結合的時候，當GPS受到影響以后，慣性制導可以幫助提供記憶和預測的功能，這樣就可以消除因為干擾產生的誤差。當消除干擾以后，慣性導航也可以幫助GPS接受機收集GPS衛星提供的信息。如今比較著名的戰斧巡航導彈以及防區外攻擊武器就是使用這種技術。慣性導航技術還在不斷的改進，在未來有可能成為最主要的抗干擾技術。

3.可變功率技術

可變功率技術就是GPS發射機可以根據當前的電磁環境控制和改變信號功率的技術。可變功率技術具體就是當電磁環境比較好的時候，發射功率也比較小;當干擾方進行干擾的時候，GPS發射機可以提高發射信號的功率保證接收機正常運行。當干擾方持續增加干擾功率的時候，就可以使用反輻射武器對其進行毀滅。可變功率技術也是未來抗干擾技術的一個方向，這個技術使用非常頻繁。

4.其他技術

時域波技術，這種技術就是對于寬帶干擾進行的反制措施。因為寬帶干擾盡管比較簡單，但是和經過偽碼調制的GPS信號相關性不強，這個時候就可以使用這種技術進行處理。頻域濾波技術，頻域濾波就是面對窄帶干擾技術而產生的的抗干擾是技術。當GPS接收機使用陷波技術消除干擾信號的時候，為了對抗干擾方不斷變化的窄帶問題，接收機的陷波點也必須不斷變化適應這種環境。自適應天線。自適應天線是一項比較成熟的技術，它是用天線波束來適應不斷不斷變化的環境。GPS接受天線可以接受天線接收方向增益聚集的空間就通過GPS衛星位置，當出現干擾信號的時候，天線可以自動用途中產生對著干擾源的零點，降低干擾的效果。

結束語

總而言之，GPS系統的干擾和抗干擾是電子對抗中最重要的技術，他們不但應該在對抗的技術上不斷的總結和改進，而且還應該明白這些技術也決定電子對抗的成功。隨著科學技術的發展，定位系統、計算機以及制造技術的升級，GPS系統的干擾和抗干擾技術的對抗將會越來越頻繁。因此，我們應該對策論貫穿于整個電子對抗的整個過程。GPS 相關的技術人員應該不斷的學習，不斷的總結經驗，適時提出新的方法，有效地利用自身的資源，這樣才能發揮電子對抗系統的作用。

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作者簡介：孫光，1983.3，男，漢，山東人，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：電子信息，從事的工作：項目經理。

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