防 GPS 訊號干擾,美軍投入開發倚賴地球磁場的導航系統

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 27 日 18:31 | 分類 尖端科技 , 自然科學 , 軍事科技 Telegram share ! follow us in feedly


GPS 曾是導航奇蹟,但隨著各國技術進步,GPS 現在也很容易受到干擾,包括中國、俄羅斯等在內,許多國家都設計了反 GPS 系統。為解決可能造成公共安全的 GPS 干擾問題,美國正在尋求利用地球磁場來替代 GPS 的導航功能。

從交通工具導航、軍方武器定位瞄準到金融交易等,都相當依賴全球定位系統(Global Positioning System,GPS),一旦 GPS 受到干擾就難以掌握準確位置。然而,GPS 干擾是種相對簡單的技術,只要產生足夠強的電波淹沒 GPS 衛星訊號傳輸即可,若 GPS 在關鍵時刻失效恐引起重大損失,比如:

  • 隱藏、改變或遮蔽來自 GPS 裝置的定位訊號。
  • 禁止行動裝置撥打或接聽電話、收發短信或電子郵件。
  • 阻止 Wi-Fi 連接至網路。
  • 隱藏設備或車輛位置。

也因此,美國海軍一直在尋找 GPS 替代品:直接利用地球磁場進行導航。嚴格來說,是利用地球磁異常相關性(PUMACE)來確認位置。

從地球表面發出的磁場強度各不相同,就像地形一樣,從地球表面發出磁場強度也不盡相同,這種磁異常圖已存在多年。地球磁場導航可用於精確的飛機和水面/水下船舶定位,無需新基礎設備且不容易被干擾(除非核爆影響地球磁場才可能使這種導航失靈)。

但要將磁場轉換成定位系統也沒那麼容易,由於磁場隨時間推移可能限制位置精度判斷,此外,在確定位置時還必須考慮飛機、船舶本身的局部感應磁場干擾。

美國海軍正規劃在第一階段確定為測量地球磁異常所需的感測器之可行性;第二與第三階段則會投入開發技術規範與原型。無論此計畫成功與否,美國軍方最終都必須找出防止 GPS 干擾的替代品。

(首圖來源:pixabay