(解放军电子工程学院1)
合肥 230037)
(北京市 5128 信箱2)
北京 100094)
摘 要 ：简述了导航定位技术的发展过程以及几种主要的卫星导航定位系统 。论述了卫星导航定位系统在现代军事 上的应用及导航战的含义 。最后 ，对导航战背景下的卫星导航定位技术所面临的挑战和应对措施进行了讨论 。
关键词 ：卫星导航定位系统 ；导航战 ; G P S 中图分类号 : T N967 . 1
N avigat i on an d Posit i on i ng T echnology U n d er t he B ackgroun d of t he N avigat i on Warfare
Wang M a o lei 1)
L i u Yangqi 2) Wang Z henyu 1)
( Elect r o n ic Eng ineering Instit u t e 1)
, H ef ei 230037)
( M ail B o x Number 5128 of t h e Beijing C it y 2) ,Beijing 100094)隔音房制作
Abstract :The p ap er briefly int r o duces t h e navigatio n and po sitio n ing t echn ology ’s develop m ent p r ocess and t h e several main
navigatio n and po sitio ning sat ellit e syst ems ,t hen d iscusses it s applicatio ns in m o der n war and t he meanings of t he navigatio n w ar 2f are. At last , it t akes o ver t he challenges and co unt er - measures of t he navigatio n and po sitio ning sat ellit e t echn ology under t h e
backgro und of t h e navigatio n warf are.
K ey w ords :navigatio n and po sitio n ing sat ellit e syst em , navigatio n warf are , G P S Class numb er :TN967 . 1
时性等优点开始极大地改变了人类生活的现状 ，其
中作为现代卫星导航定位系统杰出代表的 GPS 更是被誉为人类在 20 世纪继计算机之后最为重大的发明 。
1 导航定位的含义及其发展过程简介
定位是指测定某一静止目标在一定坐标系内 的位置 ，导航则是指对运动目标的连续定位 。自从 有人类活动以来 ，人们对导航定位技术便开始了不 断地探索 。例如 ，在古代进行远海航行时 ，人们就 曾利用北极星等恒星来确定自己的方位 。真正意 义上的现代导航定位系统则是出现在无线电技术 革命之后 ，主要是根据无线电波的传播特性 ，利用 接收机测定在地面上的方位 、距离 、距离差等参数 , 确定测点的位置 ，这一时间涌现出的无线电导航定 位系统有无线电测向 、雷达 、罗兰 C 、奥米加 、台卡 等 。
然而由于无线电导航定位系统受电波传播和 地面发射台只能建立在陆上等条件所限制 ，通常只 能作为区域性或近程导航系统 ，定位精度难以进一 步提高 。随着人类科学技术的发展 ，以传统无线电 定位技术和空间技术相结合而产生的卫星导航定 位技术由于其全球性 、全天候 、全天时 、高精度 、实
2 各种卫星导航定位系统概况
目前世界上现有及在建的卫星导航定位系统
有美国的 GPS 系统 ，俄罗斯的 G L ONA SS 系统 ，欧中联合正在建造的伽利略系统以及我国“北斗一
号”系统 。GPS 系统 、G L ONA SS 系统和伽利略系统属于全球性第二代被动式星基导航定位系统 (主要是相对于第一代的子午仪系统而言) ，它们在系统组成上基本相似 ，即由空间段 、地面控制段和用户段三大部分组成 ; 定位原理本质上是相同的 ，即
在一定坐标系内 ，通过伪距 、载波相位或者多普勒频移的测量来获得 4 个以上的用户接收机与所接收信号卫星的距离 ，并从导航电文中获得已知的卫星坐标 ，然后求解一组方程式便可以获得用户在该坐标系内的三维坐标 。
收稿日期 :2004 年 10 月 31 日 ，修回日期 :2004 年 12 月 21 日
Ξ
列入表1 。
表1 G P S、G L O NA SS、伽俐略系统比较陆空天协调一致、高度统一的指挥网络，起着坐标系的作用。
·卫星导航定位技术在扫布雷、空投、侦察、搜
系统名称G P S 系统G L ONA SS 系统伽利略系统
卫星轨道高度
救、卫星测控与跟踪等需要精确定位与时间信息的20200 Km 19100 Km 24000 Km
折弯机上模战术操作中发挥重要作用。
SSL检测轨道数量6 卫星数量283
24
3
30 ·在通信系统及计算机网络的时间同步、弹道
卫星多址
码分多址
测量、时统建立与保持、雷达精度校验等众多领域频分多址码分多址
方式获得广泛应用。
卫星运行11 H56M
11 H15M 14 H40M 3 . 2 GPS 的干扰与反干扰，控制与反控制，利用与周期 服务频点L 1 = 1575 . 42 L 1 = 1602 + 0 . 5625反利用手段L 2 = 1246 + 0 . 4375
K = 1 - 24覆盖膜
15m
———
( M H z) L 2 = 1227 . 6 鉴于GPS 对现代战争的巨大作用，从GPS 诞
生伊始，就一直存在对GPS 的干扰与反干扰，控制定位精度10m 预计1m
———用户普及
程度与反控制，利用与反利用的斗争。
普及不普及
GPS 由空间卫星段、地面测控段和用户段三
部分组成，并由地面测控站向卫星注入导航电文和
控制指令的上行信道和由卫星向用户广播导航电潜流带
3 卫星导航定位系统在现代军事中
的应用文的下行信道将三个部分连结成一个具有强大导航定位功能的整体。从目前来看，最有可能实现的就是对GPS 下行信道的干扰，这是因为GPS 接收
3 . 1 GPS 对现代战争的影响
GPS 代表着目前世界上卫星导航定位技术最高水帄，从其在现代战争中应用的发展过程便可以看出卫星导航定位技术对现代战争影响是日甚一日的加速式的过程。
GPS 在现代战争中的首次应用是1991 年的海湾战争。当时GPS 尚未完全部署完毕, 一批GPS 接收机就被匆忙装到了多国部队的飞机、舰艇及坦克上。战争结果表明凡是装备了GPS 的武器和部队，其战
斗力得到了成倍的增长。从此，美军方对GPS 的兴趣大增, GPS 也开始为世人所瞩目。在随后的科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中可以看到, GPS 逐渐成为美国三军计划的一个基本组成部分，被广泛用于飞机、导弹、坦克、舰艇甚至士兵个人，其功能也从导航/ 定位扩展到目标瞄准、精确制导武器投放、指挥/ 控制/ 通信以及精密授时(给出时间参数) 等。尤其值得注意的是，在最近的巴以冲突中，以方采用的“定点清除”战术又为GPS 在现代军事中的应用增添了新的范例。归纳起来，卫星导航定位技术在军事上的应用可大致概括为以下几点:
·由海陆空作战帄台导航向精确打击武器制
导方向发展。
·作为C3 I 系统的重要组成部分，通过实时提
供参战成员精确的位置及运动信息, 了解友邻分机为了获取所需的导航信息，总是打开的，而且为了同时接收在空中运转的多颗GPS 导航星的信号，其接收天线波束较宽，加上接收机相距导航星遥远接收信号功率非常弱，且其民用C/ A 码码型是公开的, P ( Y) 码也已处于半公开状态, 因此对GPS 用户进行以破坏信号接收为目的干扰是可行的。表2 为目前对GPS 所采取的基本干扰样式以及G PS 所采取的抗干扰技术。
表2 对G P S 采取的基本干扰样式
及G PS 的抗干扰技术
对G P S 基本干扰样式G P S 的抗干扰技术对C/ A 码瞄准式干扰
对C/ A 码阻塞式干扰
相关干扰
直接P (Y) 码捕获技术
采用自适应调零天线技术
G PS 与惯导系统组合技术
调节臂
抗干扰滤波器技术
G PS 干扰源探测定位技术
陆基伪卫星技术
压制式
干扰
欺骗式产生式干扰
干扰转发式干扰
另外，美军方为了控制GPS ，防止敌对方利用而采取了一系列措施: 对GPS 采取SA 政策( 即在导航卫星发射的服务信号上加上人为扰动，使其定位精度急剧恶化，虽然近年来迫于压力，美国政府已经宣布取消了SA 政策，但是不排除在战时重新启用的可能) ；在必要时关闭指定区域的导航定位服务；战时临时更换PN 码; 启用新的服务频点等为了对抗美军方控制与反利用政策，可采取的措施有：建立差分系统，利用差分技术提高GPS 导航定
样机。美国海军航空兵作战中心研制出的一种GPS 干扰机样机，只有一听可口可乐那么大，而且可以做成各种形状，混在不易发现的地方，可以远距离干扰，干扰机的价格只有250 美元左右，可在特种部队中大量使用。俄罗斯近期研制出一种GPS 便携式干扰机, 干扰功率为8 瓦, 在无遮蔽GPS 接收机工作在C/ A 码接收周期的条件下干扰距离可超过200 公里；接收机在跟踪方式P ( Y) 码工作时,8 瓦的宽带噪声干扰机干扰距离可以超过40 公里，音频干扰机的干扰距离超过80 公里; 然而如果接收机的抗干扰能力提高25db ，同样8 瓦干扰机，在使用宽带噪声干扰时干扰距离不到2 公里, 使用音频干扰时干扰距离不到 4 公里。英国亦在试验1 W功率的调频噪声GPS 干扰机可使22 公里内的民用接收机失
效。制，利用与反利用的斗争将日趋激烈，导航战将成为未来战争中的重要作战样式。
在这种情况下，未来的卫星导航定位技术主要会在系统抗毁性、智能性、自主性、信号的保密性和抗干扰能力以及在提供导航定位服务的能力上获得极大的提升，主要表现为:
·系统的导航定位精度得到大幅度提升，民用定位精度可达到1 米左右，军用精度更高。
·系统稳定性增强，完好性和可用性进一步提高。
·空间卫星将会具有更大的自主性和智能性，可在不受地面控制系统控制的情况下自主运行半年以上，卫星有效载荷增大，发射信号功率可随需要增大。
·抗侦测和抗干扰效果更好的PN 码型将被开发使用，新的服务频点也将被启用。
·地面控制系统的安全性进一步增强。
·接收机抗干扰技术进一步提高，可接收多个卫星导航定位系统信号的组合型接收机将会成为应用的主流。
4 导航战背景下的卫星导航定位技术4 . 1 导航战的提出及含义
在人类战争已经进入信息战这个大背景下，卫星导航定位信息已成为众多战场信息中对战争进程有着重要影响的优势信息。卫星导航定位系统
作为极其重要的军事传感器，已经成为现代武器系统不可缺少的重要组成部分。可以毫不夸张地说, 没有先进的卫星导航定位技术，就没有现代的武器系统；拥有先进的卫星导航定位技术，就有可能拥有在未来战争中克敌制胜的杀手锏。鉴于此，美军于1997 年正式提出了“导航战”的概念。
所谓导航战是指在战场环境下，用电子干扰的方法对敌方导航系统进行干扰或攻击，使其不能正常导航或降低导航精度，并对敌方对己方导航系统所实施的干扰进行抗干扰，使其在干扰条件下仍能高精度地工作，同时又保证民用信号不受影响的军事行动。“导航战”是继“电子战”“、信息战”等新概念之后出现的又一个新名词，是电子战的一个重要组成部分。目前, 导航战的主要内容是针对GPS 系统的干扰与反干扰，控制与反控制，利用与反利用的斗争。
4 . 2 导航战对卫星导航定位技术的影响
在导航战背景下，卫星导航定位系统面临着巨
结束语
5
本文首先介绍了导航系统的发展过程，指出了卫星导航定位系统是目前世界上导航定位系统的最高代表, 并简要介绍了卫星导航定位系统的现状。然后以GPS 为例论述了卫星导航定位系统在当代军事上的应用, 以及由此引发的导航战的含义。最后讨论了在导航战背景下卫星导航定位系统所面临的挑战及对策。
参考资料
1 洪大永.全球定位系统技术及应用M .
出版社
厦门大学
2 黄大慰. G PS 全球卫星定位系统及应用简介J .
广西气象,1999 , (9)
3 刘芸江等.导航战中G P S 对抗技术的研究J .
子对抗技术,2002 ,17 (4)
电
4 费华连.导航战中的G PS 干扰与抗干扰技术J .
航空电子技术,2001 ,32 (1)
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议