GPS拒止環(huán)境下利用星鏈等機(jī)會信號實現(xiàn)導(dǎo)航研究

PART 01

引言

精確導(dǎo)航是現(xiàn)代軍事行動的基石。數(shù)十年來，一直由全球定位系統(tǒng)（GPS）及其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）提供這一核心能力，但在沖突區(qū)域，這類信號易受干擾與欺騙攻擊。本文探討了一種利用美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的“星鏈”（Starlink）衛(wèi)星星座的機(jī)會信號作為導(dǎo)航信標(biāo)的解決方案。該方法無需連接“星鏈”互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，也無需解密其通信信號，而是僅利用“星鏈”下行信號，通過測量信號的多普勒頻移與定時特征，即可精確定位接收機(jī)位置。此類技術(shù)可使烏克蘭、俄羅斯等國乃至非國家行為體，在強(qiáng)干擾或GPS拒止環(huán)境中，實現(xiàn)無人機(jī)、導(dǎo)彈或載具導(dǎo)航。

PART 02

機(jī)會信號導(dǎo)航及低軌衛(wèi)星輔助的導(dǎo)航

機(jī)會信號導(dǎo)航（SoOPNav）是指利用并非為導(dǎo)航目的設(shè)計的環(huán)境電磁信號來確定自身位置的技術(shù)。本質(zhì)上，它將任何可靠信號源轉(zhuǎn)化為導(dǎo)航信標(biāo)。SoOPNav不依賴專用導(dǎo)航衛(wèi)星，而是利用日常傳輸信號（從調(diào)頻廣播、電視發(fā)射塔到蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信信號）作為定位參考點。接收機(jī)通過接收這些信號并分析其時間、頻率或信號強(qiáng)度等特征，即可在無GPS條件下解算自身位置。值得注意的是，接收機(jī)全程保持無源狀態(tài)（不發(fā)射任何信號），這使得該技術(shù)具備隱蔽性與韌性。

當(dāng)GPS信號不可用時，智能手機(jī)實際上就會采用某種形式的機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)。其可借助發(fā)射機(jī)位置與信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫，通過接收周邊的Wi-Fi信號、藍(lán)牙信標(biāo)或蜂窩基站信號來估算自身位置。即便未使用GPS，仍能被以極高精度定位手機(jī)位置。這是一項經(jīng)充分驗證的技術(shù)方案，并非簡陋的初級備用手段，而是日常應(yīng)用中一套復(fù)雜且高效的定位系統(tǒng)。

機(jī)會信號導(dǎo)航（SoOPNav）并非僅限于采用地面信號。近年來低地球軌道（LEO）衛(wèi)星星座的快速部署，在空中新增了一類全新的機(jī)會信號。SpaceX的“星鏈”（Starlink）這類LEO通信衛(wèi)星，其軌道高度約為550千米，遠(yuǎn)低于軌道高度2萬千米的GPS衛(wèi)星。由于這類衛(wèi)星距離地球更近，且發(fā)射功率通常更高，其信號抵達(dá)接收機(jī)時的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于GPS信號——強(qiáng)度約高30 dB（即功率為GPS信號的1000倍）。此外，“星鏈”星座目前已有數(shù)千顆衛(wèi)星在軌，可確保任一區(qū)域在任意時刻都能接收到大量“星鏈”信號。信號強(qiáng)度高、衛(wèi)星數(shù)量充足等特性，讓LEO星座成為導(dǎo)航用途極具吸引力的選擇。

利用LEO衛(wèi)星信號進(jìn)行導(dǎo)航無需獲得衛(wèi)星運營方的任何配合。以“星鏈”為例，其衛(wèi)星會持續(xù)發(fā)射下行通信信號，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(wù)。“星鏈”的信號結(jié)構(gòu)屬于專有設(shè)計，數(shù)據(jù)層面做了加密處理，且“星鏈”并不播發(fā)公共導(dǎo)航電文。這一點與GPS不同，GPS衛(wèi)星會向外廣播星歷數(shù)據(jù)與授時信息。盡管如此，研究人員已證實，通過巧妙的算法設(shè)計，可將“星鏈”下行信號視作一組導(dǎo)航信標(biāo)，實現(xiàn)接近GPS水平的定位精度。這一過程僅需從機(jī)會信號中提取少量關(guān)鍵觀測量（如多普勒頻移、信號到達(dá)時間等），無需對任何互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。簡言之，“星鏈”雖并非為導(dǎo)航用途設(shè)計，卻可被“借用作”導(dǎo)航星座。實現(xiàn)這一應(yīng)用僅需一部接收機(jī)，以及一套軟件定義導(dǎo)航解算方案，全程無需發(fā)射任何信號，也無需進(jìn)行任何黑客攻擊行為。

該方法歸屬于第四類LEO衛(wèi)星定位、導(dǎo)航與授時（PNT）技術(shù)研究方向，即機(jī)會式利用LEO衛(wèi)星信號。隨著GPS干擾與欺騙成為現(xiàn)代電子戰(zhàn)中的常規(guī)手段，該研究方向已受到廣泛關(guān)注。目前，有多個研究團(tuán)隊（包括SpaceX自己）將“星鏈”視作潛在導(dǎo)航系統(tǒng)。例如，SpaceX在2025年向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）披露，“星鏈”用戶終端已可通過對星座中多顆衛(wèi)星的到達(dá)時間進(jìn)行測量，實現(xiàn)米級定位精度。在相關(guān)驗證試驗中，即便關(guān)閉GPS，“星鏈”網(wǎng)絡(luò)仍能為用戶提供納秒級授時與高精度定位服務(wù)。這一事實充分印證，該技術(shù)理念并非停留在理論層面，而是正被積極實現(xiàn)實際應(yīng)用，成為GPS的韌性替代方案或補(bǔ)充手段。

需明確的是，利用“星鏈”信號進(jìn)行導(dǎo)航，不同于使用“星鏈”的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)或破解其加密機(jī)制。無人機(jī)或?qū)棢o需登入“星鏈”網(wǎng)絡(luò)，也無需發(fā)射任何信號，既不會獲取互聯(lián)網(wǎng)訪問權(quán)限，也不會對“星鏈”通信內(nèi)容進(jìn)行解碼。“星鏈”衛(wèi)星在此過程中僅被視作“空中無線電塔”。設(shè)備只需接收下行載波信號，參照其已知特性（頻率、預(yù)期行為），即可推導(dǎo)出相對空間幾何關(guān)系。這種無源定位方式意味著，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)無法感知到此類導(dǎo)航行為，用戶也無需依賴SpaceX或任何服務(wù)提供商。這一點對軍事應(yīng)用至關(guān)重要，因為提供商無法關(guān)停該導(dǎo)航方式。

綜上，機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)可將敵方或環(huán)境中的輻射信號轉(zhuǎn)化為定位系統(tǒng)。無論是位置固定的電視信號塔，還是空中的“星鏈”衛(wèi)星群，每一個信號源都能成為無線電定位圖中的一個導(dǎo)航節(jié)點。

PART 03

無人機(jī)或?qū)?/strong>

如何利用“星鏈”信號實現(xiàn)導(dǎo)航

利用“星鏈”信號進(jìn)行導(dǎo)航，需結(jié)合專用硬件與巧妙軟件協(xié)同實現(xiàn)。無人機(jī)或?qū)椏赏ㄟ^以下方式，借助“星鏈”的下行機(jī)會信號實現(xiàn)導(dǎo)航：

01

設(shè)備——接收機(jī)與天線

載具需配備一部可調(diào)諧至“星鏈”下行頻段（Ku波段，頻率約10~12 GHz）的無線電接收機(jī)。這類接收機(jī)通常由軟件定義無線電搭配高頻天線構(gòu)成。該天線無需像“星鏈”互聯(lián)網(wǎng)天線那么大，一部小型定向天線或相控陣天線即可滿足多星信號接收需求。同時，還需配備機(jī)載/彈載處理器（嵌入式計算機(jī)），用以實時運行信號處理與導(dǎo)航算法。

02

信號探測

無人機(jī)/導(dǎo)彈飛行時，軟件定義無線電會持續(xù)掃描“星鏈”傳輸信道。任意時刻，地平線以上均有數(shù)十顆“星鏈”衛(wèi)星可見（鑒于“星鏈”星座的規(guī)模，全球范圍內(nèi)可見衛(wèi)星數(shù)量通常可達(dá)百顆以上）。接收機(jī)不知道信號的數(shù)據(jù)內(nèi)容，但能夠探測到“星鏈”下行信號的存在，原因在于“星鏈”信號的格式已知，例如特定同步序列或?qū)ьl音，可被軟件定義無線電設(shè)備捕獲鎖定。即便未預(yù)先掌握“星鏈”信號的精確編碼，研究人員也已研發(fā)出相應(yīng)技術(shù)，可從無線電噪聲中識別出“星鏈”信號。例如通過廣義似然比檢驗法探測衛(wèi)星的通信信標(biāo)，再借助算法跟蹤載波頻率變化。實際應(yīng)用中，接收機(jī)可同時探測到空中多顆不同“星鏈”衛(wèi)星發(fā)射的信號。

03

測量多普勒頻移

“星鏈”衛(wèi)星以約7.5千米/秒的高速繞地球飛行，因此其信號被接收時會呈現(xiàn)出顯著多普勒頻移效應(yīng)。這意味著信號視在頻率會根據(jù)衛(wèi)星相對接收機(jī)的靠近或遠(yuǎn)離運動，相應(yīng)高于或低于標(biāo)稱頻率。軟件定義無線電會對每路衛(wèi)星信號的多普勒頻率曲線進(jìn)行持續(xù)時域跟蹤。實際上，當(dāng)衛(wèi)星過頂時，其信號頻率漂移可達(dá)數(shù)十千赫。而多普勒頻移的具體變化規(guī)律由衛(wèi)星軌道參數(shù)與接收機(jī)自身運動狀態(tài)共同決定。通過記錄這種多普勒頻移-時間對應(yīng)關(guān)系（每顆衛(wèi)星均具備獨特頻移特征），系統(tǒng)可獲取衛(wèi)星與接收機(jī)之間距離變化率（相對速度）的相關(guān)測量值。每顆衛(wèi)星的多普勒頻移測量數(shù)據(jù)，都能為接收機(jī)的位置與速度解算提供一個約束條件。

04

測量信號時序（偽距解算）

除多普勒頻移外，接收機(jī)還可對信號到達(dá)時間進(jìn)行測量。若接收機(jī)配備時鐘，或可在接收到“星鏈”信號中已知參考點（如幀起始位置、同步比特位）時進(jìn)行時間戳標(biāo)記，即可獲取偽飛行時間。借助多顆衛(wèi)星，利用信號到達(dá)時間差可生成偽距測量值（其原理與GPS系統(tǒng)類似，不同之處在于，“星鏈”系統(tǒng)并不廣播導(dǎo)航時間戳，因此時間信息需通過推演或校準(zhǔn)的方式獲取）。多種先進(jìn)方法會借助參考站或先驗信息，對“星鏈”衛(wèi)星的授時誤差與軌道誤差進(jìn)行修正。例如，一種實現(xiàn)方案為部署一臺遠(yuǎn)端基準(zhǔn)接收機(jī)，該接收機(jī)同樣接收“星鏈”衛(wèi)星信號，并向?qū)Ш捷d具周期性上行傳輸小校正參數(shù)，以補(bǔ)償“星鏈”衛(wèi)星的鐘差與軌道數(shù)據(jù)精度不足。即便沒有參考站，導(dǎo)航接收機(jī)也可依托公開可得的軌道預(yù)估數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效定位精度，該模式下會更多依靠多普勒值。

05

位置計算（導(dǎo)航算法）

機(jī)載/彈載處理器利用多顆衛(wèi)星的多普勒和/或時間信息觀測值，即可計算載具的位置信息（亦可能解算速度信息）。該過程由導(dǎo)航算法完成，常用算法為擴(kuò)展卡爾曼濾波器或最小二乘解算器，這些算法會對緯度、經(jīng)度、高度估算數(shù)值進(jìn)行迭代修正，直至根據(jù)衛(wèi)星已知位置預(yù)測的多普勒/時間信息數(shù)據(jù)與實際測量值實現(xiàn)匹配。簡單來說，系統(tǒng)可通過軌道數(shù)據(jù)掌握“星鏈”衛(wèi)星的大致位置，同時獲取信號的頻率偏移速率，進(jìn)而推算出能產(chǎn)生該類偏移的唯一接收機(jī)位置。每增加一路衛(wèi)星信號，便會新增一個方程，進(jìn)而優(yōu)化解算結(jié)果。當(dāng)獲取足夠數(shù)量的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)時（如4~6組有效測量值），即可實現(xiàn)精確三維定位。早期實驗通過同時跟蹤六顆“星鏈”衛(wèi)星的多普勒頻移，驗證了約10米的水平定位精度。近期研究結(jié)合多普勒頻移與校準(zhǔn)時間量測的技術(shù)改進(jìn)，已將定位精度提升至數(shù)米級，與標(biāo)準(zhǔn)GPS定位精度相當(dāng)。

06

結(jié)合慣性導(dǎo)航

載具搭載的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）由加速度計與陀螺儀組成，在導(dǎo)航體系中承擔(dān)互補(bǔ)作用。實際應(yīng)用中，“星鏈”信號導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)會進(jìn)行融合處理，以提升導(dǎo)航可靠性。當(dāng)“星鏈”信號出現(xiàn)短暫中斷、或可接收衛(wèi)星信號數(shù)量不足時，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可在短時間內(nèi)對載具運動狀態(tài)進(jìn)行航位推算。與此同時，“星鏈”測量數(shù)據(jù)會為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供周期性修正，避免其出現(xiàn)隨時間累積的漂移誤差。這種混合導(dǎo)航方案已在地面車輛測試中得到驗證：研究人員在城市環(huán)境中僅依靠“星鏈”多普勒定位結(jié)果結(jié)合車載慣性測量單元（IMU），就實現(xiàn)了近3公里的車輛導(dǎo)航，定位精度達(dá)米級。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對運動軌跡進(jìn)行平滑處理，而“星鏈”信號則能讓導(dǎo)航解算結(jié)果錨定真實位置。在軍用無人機(jī)或?qū)椛希€可疊加搭載其他傳感器，包括氣壓高度計、地形跟隨雷達(dá)、光學(xué)景象匹配設(shè)備等。烏克蘭性能最先進(jìn)的無人機(jī)很可能采用了分層導(dǎo)航系統(tǒng)套件——結(jié)合使用機(jī)會信號導(dǎo)航與GPS（若可用）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、地形測繪及視覺識別技術(shù)，從而實現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)無單點故障問題。

07

制導(dǎo)與控制

當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)解算出載具位置和速度后，會將該數(shù)據(jù)傳輸至制導(dǎo)系統(tǒng)，就像使用GPS解算結(jié)果一樣。無人機(jī)或?qū)棑?jù)此可沿預(yù)設(shè)航線飛行，或搜尋目標(biāo)坐標(biāo)。二者的核心區(qū)別在于，即便GPS信號遭到阻塞或人為欺騙，該裝備仍能完成上述操作。“星鏈”信號可有效替代或增強(qiáng)GPS，為自動駕駛系統(tǒng)實時提供載具位置。該導(dǎo)航方式所能達(dá)到的定位精度為數(shù)米至數(shù)十米，取決于系統(tǒng)配置，可滿足多種目標(biāo)瞄準(zhǔn)定位需求，足以引導(dǎo)載具飛抵目標(biāo)大致區(qū)域，或長距離保障無人機(jī)保持航線，尤其是搭配精確末段光學(xué)制導(dǎo)或終端制導(dǎo)時。

需著重強(qiáng)調(diào)的是，該導(dǎo)航方法具備極強(qiáng)的隱蔽性與韌性。載具僅作為無源信號接收端，與有源雷達(dá)導(dǎo)航或無線電高度表不同，其不會發(fā)射任何易被敵方探測的信號。在敵方看來，執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)處于無線電靜默狀態(tài)——其在導(dǎo)航飛行過程中，不會輻射任何可暴露行蹤的射頻信號。與此同時，敵方的作戰(zhàn)環(huán)境本身就充斥著大量此類可供無人機(jī)利用的機(jī)會信號，即便是民用企業(yè)所屬的“星鏈”衛(wèi)星，也會向作戰(zhàn)區(qū)域持續(xù)覆蓋通信信號，而這些信號均可被軍方加以利用。從某種意義上講，作戰(zhàn)方能夠借助這套已經(jīng)存在且難以移走的基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)導(dǎo)航。

PART 04

“星鏈”導(dǎo)航技術(shù)的有效性驗證

近年來，學(xué)術(shù)界與業(yè)界的相關(guān)研究已充分證實，基于“星鏈”的導(dǎo)航技術(shù)絕非停留在理論層面。以下將對關(guān)鍵研究成果與相關(guān)驗證依據(jù)進(jìn)行梳理總結(jié)。

（1）初始概念驗證

美國加州大學(xué)歐文分校的研究團(tuán)隊于2021年首次公開發(fā)布了基于“星鏈”信號實現(xiàn)定位的驗證成果。該團(tuán)隊在實驗中并未獲取任何“星鏈”內(nèi)部信息，僅對其下行鏈路信號進(jìn)行了觀測。通過僅跟蹤6顆“星鏈”衛(wèi)星的多普勒頻移，該團(tuán)隊就能解算出地面接收機(jī)的水平位置，誤差約為10米。這一成果依托可探測衛(wèi)星未知信號的定制軟件定義接收機(jī)與基于多普勒觀測的定位算法實現(xiàn)。該研究成果具有重要意義：利用機(jī)會信號實現(xiàn)10米級定位精度，不僅遠(yuǎn)優(yōu)于隨機(jī)推算結(jié)果，更印證了該導(dǎo)航方法的應(yīng)用潛力。

（2）實現(xiàn)米級定位精度突破

相關(guān)后續(xù)研究中，尤以美俄亥俄州立大學(xué)與加州大學(xué)歐文分校的聯(lián)合研究團(tuán)隊成果最為突出，該團(tuán)隊實現(xiàn)了定位精度的大幅提升。2023至2024年間，研究人員研發(fā)并引入多項技術(shù)，可根據(jù)“星鏈”信號得出偽距（距離）測量值，并對衛(wèi)星軌道與時鐘計時誤差項進(jìn)行修正。《Inside GNSS》的一篇文章公布了迄今精度最高的“星鏈”定位、導(dǎo)航與授時（PNT）實測成果：靜止接收機(jī)可在20秒內(nèi)實現(xiàn)2米級定位，移動地面車輛僅依靠“星鏈”多普勒觀測值與慣性測量單元（IMU），完成了3公里導(dǎo)航并實現(xiàn)米級定位精度。值得關(guān)注的是，該移動導(dǎo)航試驗全程未接入任何GPS信號，導(dǎo)航過程完全基于“星鏈”實現(xiàn)，僅得到參考站播發(fā)的小幅修正數(shù)據(jù)幫助。這一結(jié)果表明，“星鏈”完全可作為接近GPS精度的替代導(dǎo)航系統(tǒng)，民用GPS的定位精度在3至5米級。研究人員將這一性能特征描述為“近乎等效GPS的定位、導(dǎo)航與授時性能”。換言之，利用“星鏈”通信信號幾乎可實現(xiàn)對GPS的替代；考慮到“星鏈”的原始設(shè)計初衷并非承擔(dān)導(dǎo)航功能，這一成就尤為令人矚目。

（3）多組獨立驗證測試

上述研究成果已由多支研究團(tuán)隊復(fù)現(xiàn)并進(jìn)一步拓展。美國交通部已為相關(guān)研究提供資金支持，開展利用低軌星座實現(xiàn)導(dǎo)航韌性的研究工作。美國陸軍與空軍也對該技術(shù)表現(xiàn)出濃厚興趣。事實上，SpaceX公司自身也已認(rèn)可并發(fā)掘了“星鏈”的這些導(dǎo)航能力。2025年5月，SpaceX公司針對美國FCC就PNT韌性能力提出的問詢做出回應(yīng)，著重指出“星鏈”衛(wèi)星可提供魯棒的定位與授時服務(wù)。該公司表示，“星鏈”已在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）信號降級環(huán)境由美國軍方與民用用戶進(jìn)行了測試，證實了其在實際應(yīng)用場景中的實用價值。SpaceX公司稱，其用戶終端現(xiàn)已可自主實現(xiàn)納秒級授時與米級定位精度。SpaceX首席執(zhí)行官馬斯克甚至表示，從長期來看，依托數(shù)千顆衛(wèi)星的組網(wǎng)規(guī)模、更強(qiáng)的信號強(qiáng)度等優(yōu)勢，“星鏈”能夠提供魯棒性遠(yuǎn)高于GPS的定位服務(wù)。

（4）“星鏈”之外的機(jī)會信號導(dǎo)航

盡管“星鏈”是規(guī)模最大的低軌衛(wèi)星星座，但值得注意的是，機(jī)會信號導(dǎo)航這一通用技術(shù)理念，同樣可采用其他衛(wèi)星系統(tǒng)。研究人員還嘗試將Oneweb低軌衛(wèi)星，甚至更老的“銥星”系統(tǒng)衛(wèi)星作為導(dǎo)航信標(biāo)加以利用，且取得了良好效果。這一點充分說明，這種機(jī)會信號導(dǎo)航方法并非“星鏈”獨有，任何穩(wěn)定的信號發(fā)射源均能加以利用。但“星鏈”憑借其龐大的規(guī)模與強(qiáng)勁的信號功率，成為當(dāng)前軍事級機(jī)會信號導(dǎo)航的首選方案。

（5）戰(zhàn)時應(yīng)用與相關(guān)報道

盡管大部分實證依據(jù)均來自受控試驗，但越來越多的跡象表明，這類技術(shù)已開始應(yīng)用于實際沖突地區(qū)。在俄烏沖突中，烏克蘭方面遭俄軍電子戰(zhàn)部隊的高強(qiáng)度GPS信號干擾。但烏克蘭仍成功開展了多次遠(yuǎn)程無人機(jī)打擊行動，還向俄羅斯境內(nèi)縱深區(qū)域發(fā)射了制導(dǎo)彈藥。分析人士指出，這些行動大概率依托了替代導(dǎo)航技術(shù)的支撐。2023年3月的一篇詳細(xì)評論文章曾預(yù)測，即便在對抗最為激烈的電子戰(zhàn)環(huán)境中，“烏克蘭方面已在使用或即將啟用機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)，為無人機(jī)及遠(yuǎn)程彈藥提供引導(dǎo)支持”。該消息源后續(xù)還披露了相關(guān)證據(jù)，證實俄方已開始關(guān)停或限制民用廣播及通信信號，試圖以此阻礙烏克蘭的機(jī)會信號導(dǎo)航方法。換言之，俄方讓部分電磁空域處于靜默狀態(tài)的舉動——這一非常規(guī)舉措的目的是切斷烏克蘭武器裝備可依托的任何信號，也從側(cè)面印證了該導(dǎo)航技術(shù)帶來的威脅。此外，美國韌性導(dǎo)航與授時基金會也發(fā)布報告稱，“俄烏沖突初期，‘星鏈’就被用于突破俄軍的信號干擾，且能在GNSS信號失效時，用于定位、導(dǎo)航與授時功能”。這與相關(guān)報道一致：在俄軍試圖癱瘓烏克蘭的GPS信號期間，“星鏈”服務(wù)不僅成為通信保障的關(guān)鍵支撐，還可能為烏軍的導(dǎo)航提供支持。

綜上所述，各項資料充分證明，基于“星鏈”的導(dǎo)航技術(shù)兼具可行性與有效性。該技術(shù)已從學(xué)術(shù)實驗室的研究成果，逐步落地為沖突地區(qū)的隱秘實際應(yīng)用，就連“星鏈”的運營方也將其視作一套切實可行的PNT解決方案。

PART 05

不同行為體的技術(shù)應(yīng)用可行性

利用“星鏈”信號實現(xiàn)導(dǎo)航雖需掌握相應(yīng)技術(shù)知識、配備相關(guān)設(shè)備，但相關(guān)應(yīng)用門檻正持續(xù)降低。以下將評估不同行為體采用該導(dǎo)航方法的實際可行性，包括俄烏沖突的實際應(yīng)用案例及其他主體的潛在應(yīng)用前景。

01

烏克蘭

烏克蘭已展現(xiàn)出在戰(zhàn)場快速應(yīng)用新技術(shù)的創(chuàng)新能力。依托西方的大力支援與本土的科技產(chǎn)業(yè)，烏克蘭很可能具備運用“星鏈”實現(xiàn)機(jī)會信號導(dǎo)航的技術(shù)實力。事實上，自俄烏沖突初期起，烏克蘭工程師便已著手研發(fā)對抗俄軍干擾的自主解決方案。烏軍自2022年起就已大規(guī)模接入“星鏈”通信服務(wù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用其信號實現(xiàn)導(dǎo)航功能，技術(shù)轉(zhuǎn)化門檻不高。所需硬件成本與體積均相對適中——無人機(jī)可搭載輕量化軟件無線電設(shè)備（SDR）和天線，甚至能對“星鏈”用戶終端的部分組件進(jìn)行二次利用。有報道顯示，烏克蘭實施的縱深打擊行動（如對俄羅斯國內(nèi)空軍基地發(fā)起的無人機(jī)襲擊），正是借助機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)突破高強(qiáng)度信號干擾的。這類導(dǎo)航方式不僅會利用“星鏈”或其他衛(wèi)星信號，還可能借助俄羅斯的民用信號（如無線電臺信號塔）。烏克蘭應(yīng)用該技術(shù)的可行性極高：一方面其存在迫切的作戰(zhàn)使用需求，另一方面大概率能夠獲取相關(guān)算法（其中部分算法已公開發(fā)布）。烏克蘭應(yīng)用該技術(shù)的優(yōu)勢十分顯著——即便俄軍在目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┤騁PS信號干擾，烏軍的無人機(jī)和遠(yuǎn)程導(dǎo)彈仍能保持導(dǎo)航能力。

02

俄羅斯

盡管“星鏈”屬于西方（美國）技術(shù)，但俄羅斯自身也已開始使用這一技術(shù)。2025年末的情報報告顯示，烏軍在境內(nèi)回收的俄軍“閃電”（Molniya）無人機(jī)殘骸上，發(fā)現(xiàn)搭載了“星鏈”衛(wèi)星終端。這類終端并非臨時拼湊的改裝設(shè)備，而是已實現(xiàn)量產(chǎn)級的專業(yè)集成方案。這主要意味著：首先，俄方在使用“星鏈”進(jìn)行通信（通過衛(wèi)星鏈路操控?zé)o人機(jī)，以規(guī)避視距無線電干擾）。但無人機(jī)搭載“星鏈”終端的設(shè)計，也天然為其提供了一套導(dǎo)航備份方案：接入“星鏈”的無人機(jī)可由操作人員或人工智能實現(xiàn)實時操控，從而擺脫對機(jī)載GPS的依賴。即便GPS信號遭受干擾，操作人員仍可通過衛(wèi)星鏈路操控?zé)o人機(jī)，或無人機(jī)本身也可能借助“星鏈”信號完成定位。俄方操作人員發(fā)現(xiàn)，通過“星鏈”操控的無人機(jī)很大程度上不受地面電子戰(zhàn)手段的影響——常規(guī)干擾手段無法對其實施壓制。俄方通過該方式實現(xiàn)了數(shù)十米量級的打擊精度，這一精度足以對大型目標(biāo)實施有效打擊。俄方能夠通過間接手段獲取“星鏈”終端設(shè)備并實現(xiàn)規(guī)模化部署，這印證了該技術(shù)的可行性：即便是最初未能直接接入“星鏈”系統(tǒng)的軍方，也認(rèn)可其價值并設(shè)法完成其集成應(yīng)用。

搭載“星鏈”衛(wèi)星終端的俄“閃電”無人機(jī)

03

跨國犯罪組織

販毒集團(tuán)等非國家行為體已愈發(fā)廣泛地采用各類先進(jìn)技術(shù)，例如利用無人機(jī)實施走私、使用加密通信手段等。在GPS信號可能不可靠的場景下，這類組織也可能會借助“星鏈”信號進(jìn)行導(dǎo)航。盡管當(dāng)前GPS干擾尚未成為犯罪活動面臨的典型威脅（該問題目前主要集中于軍事領(lǐng)域）。但事實表明，跨國犯罪組織已將“星鏈”用于通信——例如東南亞的犯罪團(tuán)伙架設(shè)“星鏈”天線，在政府監(jiān)控范圍之外運作網(wǎng)絡(luò)詐騙窩點。這一事實表明，此類犯罪集團(tuán)不僅能夠獲取相關(guān)設(shè)備，還配備有專業(yè)技術(shù)人員。未來若執(zhí)法部門及相關(guān)方試圖通過干擾GPS信號打擊走私無人機(jī)與走私車輛，跨國犯罪組織完全可轉(zhuǎn)向機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)方案。盡管目前尚無確鑿報告證實跨國犯罪組織已將“星鏈”技術(shù)用于導(dǎo)航環(huán)節(jié)，但該應(yīng)用具備現(xiàn)實可行性。這一潛在趨勢值得持續(xù)關(guān)注，尤其是隨著更多基于機(jī)會信號的商用現(xiàn)貨導(dǎo)航解決方案不斷涌現(xiàn)，相關(guān)風(fēng)險更需警惕。

04

其他非國家行為體或恐怖組織

同理，恐怖組織與叛亂武裝若能獲取相關(guān)硬件設(shè)備，亦可能采用該導(dǎo)航方法。例如，有些武裝組織等已在中東地區(qū)對美軍資產(chǎn)使用GPS干擾設(shè)備；而這類組織同樣可從非依賴GPS系統(tǒng)的導(dǎo)航方式中獲益。目前，非國家行為體已實現(xiàn)技術(shù)水平相對先進(jìn)的無人機(jī)研發(fā)，如伊斯蘭國（ISIS）自研的定制化自動駕駛儀，以及叛亂武裝對民用消費級無人機(jī)的改裝應(yīng)用。盡管整合機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)的升級過程存在技術(shù)難度，但只要這類組織將其列為研發(fā)重點，實現(xiàn)該技術(shù)便并非遙不可及；尤其是若有國家開始向其代理人提供此類技術(shù)支持，這一目標(biāo)的實現(xiàn)難度還將進(jìn)一步降低。

綜上，擁有技術(shù)資源的國家行為體運用該技術(shù)的可行性極高（烏克蘭與俄羅斯的實際應(yīng)用案例已印證，這類主體可自主開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)）；而隨著技術(shù)的不斷擴(kuò)散，非國家行為體的應(yīng)用可行性也在持續(xù)提升。“星鏈”這類信號的開放屬性意味著，相關(guān)應(yīng)用能力的擴(kuò)散難以被遏制。只要行為體具備應(yīng)用意愿且擁有基礎(chǔ)資源，便可對這類信號加以利用。北約指揮官應(yīng)做出預(yù)判：在未來沖突中，各類敵方勢力均可能借助機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)抵消北約干擾效果，或在脫離GPS支持的情況下實現(xiàn)導(dǎo)航。

從成本方面來看，利用現(xiàn)有信號開展導(dǎo)航很高效。相關(guān)主體無需發(fā)射造價高昂的新導(dǎo)航衛(wèi)星，也無需搭建專用基礎(chǔ)設(shè)施——“星鏈”衛(wèi)星、移動通信基站、電視信號發(fā)射站等各類基礎(chǔ)設(shè)施均已建成并投入運行。這一方式本質(zhì)上是對商用信號的無償借用。機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)成本低廉、采用無源工作模式，且反制難度極大，這三大特性讓該技術(shù)對各類行為體均具備吸引力。

PART 06

在干擾環(huán)境下實施行動及戰(zhàn)爭影響

利用“星鏈”信號開展導(dǎo)航應(yīng)用的核心動因是為了在GPS信號拒止或降級環(huán)境中保持作戰(zhàn)能力。在現(xiàn)代沖突中，GPS這類天基導(dǎo)航系統(tǒng)往往成為電子攻擊的首要目標(biāo)。例如，俄羅斯部署了大功率干擾設(shè)備，可對整片區(qū)域?qū)嵤┬盘柛蓴_，同時還運用信號欺騙裝置，對未采取防護(hù)措施的GPS接收機(jī)實施誘騙。傳統(tǒng)上，一旦GPS信號中斷，許多精確制導(dǎo)武器、無人機(jī)及作戰(zhàn)部隊將難以實現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航。而機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)徹底改變了這一態(tài)勢，為作戰(zhàn)力量提供了一種新的技術(shù)路徑——借助其他信號源，在GPS信號阻斷環(huán)境中實現(xiàn)態(tài)勢感知與導(dǎo)航定位。

在烏克蘭，這一技術(shù)成為改變戰(zhàn)局的關(guān)鍵手段。俄羅斯在莫斯科、軍事基地等關(guān)鍵區(qū)域構(gòu)建了強(qiáng)大的電子戰(zhàn)體系，這意味著任何依托GPS制導(dǎo)的彈藥或無人機(jī)，都會失去其主要制導(dǎo)能力。但在2023至2024年間，烏克蘭無人機(jī)仍對俄羅斯腹地的油庫、機(jī)場及指揮中心實施了多次打擊。這些無人機(jī)中，部分或許依靠慣性導(dǎo)航結(jié)合地形或影像不定期定位修正實現(xiàn)導(dǎo)航，而機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)是目前最具規(guī)模化應(yīng)用潛力的方案。通過對所有可利用信號進(jìn)行測繪（包括調(diào)頻廣播塔、移動通信基站、民用廣播信號）烏克蘭得以將俄羅斯腹地自身的電磁輻射信號轉(zhuǎn)化為一套導(dǎo)航網(wǎng)格。而在地面信號稀缺或被俄羅斯被關(guān)停的區(qū)域，“星鏈”等過頂衛(wèi)星則能補(bǔ)足這一導(dǎo)航缺口。最終結(jié)果是，即便俄羅斯竭力構(gòu)建GPS信號阻斷環(huán)境，烏克蘭的作戰(zhàn)行動仍能持續(xù)開展。這讓俄羅斯無法對烏軍無人機(jī)實施“致盲”。如前所述，俄羅斯在無人機(jī)襲擊告警期間，很明顯對莫斯科周邊的民用通信進(jìn)行局部關(guān)停，此舉雖能切斷無人機(jī)的導(dǎo)航信號源，卻也讓本國民眾無法正常使用通信服務(wù)。即便如此，要在廣大區(qū)域內(nèi)徹底消除所有無線電、蜂窩通信及衛(wèi)星信號，又不引發(fā)大規(guī)模連帶后果，難度極大。本質(zhì)而言，任何現(xiàn)代社會或軍隊都會產(chǎn)生大量電磁信號，根本無法做到全部隱匿；而機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)正利用了這一客觀事實。

這對北約及全球各沖突地區(qū)而言，會帶來多重關(guān)鍵影響：

01

無人機(jī)/導(dǎo)彈打擊無禁區(qū)

身處GPS信號受干擾的所謂“安全區(qū)”，已無法再保證免遭制導(dǎo)彈藥打擊。若敵方能夠借助“星鏈”等其他手段實現(xiàn)導(dǎo)航，便可對任意地點實施打擊，即便是在高強(qiáng)度電子戰(zhàn)環(huán)境中也不例外。例如，單純依靠干擾手段防御無人機(jī)襲擊的北約部隊或軍事基地，可能會發(fā)現(xiàn)這些無人機(jī)仍能通過其他信號源完成導(dǎo)航。這就要求拓展對抗手段（如考慮對“星鏈”或其他通信頻段實施干擾，但此舉復(fù)雜度更高且易引發(fā)連鎖反應(yīng)）。

02

需要多層級定位、導(dǎo)航與授時體系

敵方會采用多層級導(dǎo)航手段，北約亦需遵循同一原則。在己方作戰(zhàn)力量中應(yīng)用機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)，能夠提升導(dǎo)航韌性。美國及其盟友目前在研究“分層PNT”——將GPS與低軌衛(wèi)星信號、地面信標(biāo)及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合。“星鏈”或類似衛(wèi)星星座可被正式納入軍用導(dǎo)航系統(tǒng)，作為冗余備份手段。事實上，美陸軍已在軍事演習(xí)中開展測試，將“星鏈”用于有保障定位、導(dǎo)航與授時。這是一項關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方向，旨在保障北約部隊能夠在電磁頻譜對抗環(huán)境下開展行動。

03

對抗手段與電子戰(zhàn)的發(fā)展

若敵方利用“星鏈”信號實施導(dǎo)航，需采取針對性對抗措施。對“星鏈”的工作頻段（Ku波段）實施干擾雖具備可行性，但此方式需要不同的設(shè)備與大功率支持，因為“星鏈”的用戶波束窄，且信號采用強(qiáng)大編碼技術(shù)，具備較強(qiáng)抗干擾能力。有評估顯示，要在太平洋某島面積大小的區(qū)域內(nèi)對“星鏈”實施有效干擾，需要935架干擾無人機(jī)同時作業(yè)。這一數(shù)字令人望而生畏，也說明對巨型衛(wèi)星星座實施干擾，其難度遠(yuǎn)高于干擾全球定位系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)最多有約32顆星，且信號頻率為已知信息，相較于數(shù)千顆采用寬帶信號的敏捷低軌衛(wèi)星，顯然是更易干擾的目標(biāo)。

04

適用于更廣范圍的沖突地區(qū)

在全球任何存在導(dǎo)航對抗的區(qū)域——朝鮮半島、中東、東歐等，機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)均有望發(fā)揮作用。例如，韓國軍方正著手研究eLoran、低軌衛(wèi)星等替代導(dǎo)航手段以應(yīng)對導(dǎo)航頻繁被干擾情況。在中東地區(qū)，在霍爾木茲海峽周邊GPS系統(tǒng)遭到信號欺騙，已迫使商船尋求其他手段進(jìn)行定位，部分船只將“銥星”衛(wèi)星或Inmarsat衛(wèi)星信號作為備份。隨著該技術(shù)的不斷成熟，即便在基礎(chǔ)設(shè)施遭損毀的災(zāi)區(qū)開展人道主義行動或維和行動，當(dāng)GPS系統(tǒng)無法使用時，相關(guān)行動也可借助“星鏈”這類信號實現(xiàn)導(dǎo)航。

結(jié) 語

借助“星鏈”機(jī)會信號實現(xiàn)導(dǎo)航的能力，標(biāo)志著定位技術(shù)發(fā)生了根本性變革。該技術(shù)利用商業(yè)信號的泛在性與強(qiáng)度，彌補(bǔ)了軍事導(dǎo)航領(lǐng)域的傳統(tǒng)短板。對指揮官而言，理解這一技術(shù)變革至關(guān)重要——既要掌握其利用方法，也要制定針對性對抗策略。需假定，即便GPS信號遭干擾，敵方無人機(jī)或?qū)椚钥山柚@些替代信號源完成導(dǎo)航。同時，作戰(zhàn)力量應(yīng)積極將機(jī)會信號導(dǎo)航技術(shù)納入自身導(dǎo)航體系，確保在對抗環(huán)境中始終保持優(yōu)勢。這一技術(shù)應(yīng)用，也印證了戰(zhàn)爭形態(tài)要適配“后GPS時代”的宏觀趨勢，在這一時代背景下，導(dǎo)航源的韌性與多樣性，將與定位的精度和準(zhǔn)確度同等重要。北約將通過創(chuàng)新與多層級防御體系保持該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，既能遏制敵方實施導(dǎo)航致盲或誤導(dǎo)的企圖，又能確保己方各類作戰(zhàn)資產(chǎn)在任何環(huán)境下均能保持航向、完成任務(wù)。

>End

本文轉(zhuǎn)載自“電子小氙”，原標(biāo)題《GPS拒止環(huán)境下利用星鏈等機(jī)會信號實現(xiàn)導(dǎo)航研究》。

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