全球定位系统（GPS）归美国太空军（USSF）所有，该军种隶属于美国国防部，接受其领导与指挥。不过，早在1988年，GPS便开启了民用化进程——这一转变的背后，与五年前苏联误击韩国航空客机的事件密切相关。即便如此，GPS仍保留着一定程度的军事专用属性：军方用户会收到加密形式的特殊伪随机噪声码（PRN码），通过这种加密方式，可防止敏感数据被第三方非法获取。
洛克希德・马丁公司生产设施内，
一颗GPS卫星正为发射做准备。
GPS信号对于飞机、船舶、人道主义救援车辆、应急服务、金融交易、农业及电信网络的导航至关重要。电网同样依赖GPS：持续的时间与频率同步，能够实现对能源生产的调控、电力的输送，以及众多能源设施间的运营协同。此外，这一导航系统还可用于探测地震活动并确定震中位置。GPS接收器往往是最早记录地壳运动频率变化的设备，而这种变化通常是地震即将发生的信号。
一颗GPS卫星（左侧）正在为美国新泽西州锡考克斯市的一座数据中心提供实时同步服务，该数据中心负责管理全球证券交易所的交易业务。
全球定位系统（GPS）对于太空任务同样至关重要，可用于时间与位置确定、轨道及航天器轨迹计算、地球与天体遥感探测、航天器自主运行控制等各类任务。在未来的月球探测任务中，若美国航天员在月球南极附近着陆以寻找水源，他们将几乎全程处于弱光环境下开展工作。在此类场景中，导航系统将为着陆与定位提供支持，而下文将进一步探讨的精准授时系统，则有助于筛选开展科学实验的最佳时机。
2025年2月，“蓝幽灵”着陆器（作为萤火虫航空航天公司私人登月任务——即美国国家航空航天局“商业月球有效载荷服务”计划的一部分——被送至月球）在24.6万英里外建立了GPS信号连接，创下一项新纪录。
每颗GPS卫星都配备了高精度原子钟，这些原子钟能与世界协调时间（UTC）同步传输时间信号（延迟极小）。正如美国航空航天公司（The Aerospace Corporation）高级工程师爱德华・鲍尔斯（Edward Powers）所言：“若没有精准的时间，GPS便无法运行，而它正为全球每个人提供精准时间。”据他介绍，美国经济中至少有16个关键行业依赖GPS的稳定运行。换言之，在这个高度数字化的世界里，全球定位系统已成为支撑体系的核心支柱之一。可想而知，这也使其成为某些恶意行为群体及威权国家的攻击目标，这些势力试图破坏GPS的正常运行。
2016年，从中国香港起飞的国泰航空905号航班，其机组人员报告称，在接近跑道的最后几英里航程中，GPS信号突然丢失。无奈之下，机组人员只得依据目视飞行规则（VFR）完成飞机着陆。这是首批引发广泛关注的此类事件之一，它不仅揭示了GPS故障对航空业的潜在威胁，也暴露了其可能动摇公众对整个导航系统信任的风险。此后，全球多地机场陆续报告了数十起类似的GPS信号中断事件。在这些事件中，飞行员不得不调整飞行速度、在机场上空盘旋等待，进而面临更多潜在风险。例如，一名试图在爱达荷州（美国州名）着陆的飞行员，多亏空中交通管制员反应极其迅速，才堪堪避免了飞机撞山的事故。
目前尚不清楚这些事件是否由蓄意干扰GPS所致，但无论如何，该系统的脆弱性已日益凸显。而在航空领域之外，这一问题更为严峻——毕竟即便没有GPS，飞机仍能正常飞行并着陆。
瑞安航空航班降落（场景）。2025年1月，该航空公司的一架航班因全球定位系统（GPS）信号受干扰，被迫从立陶宛维尔纽斯改道飞往波兰华沙。
2019年，英国广播公司（BBC）公布了一项调查结果，该调查着重指出，在弗拉基米尔・普京（Vladimir Putin）到访过的部分地区，存在伪造GPS信号的情况。在一年时间里，高级国防研究中心（C4ADS）的分析师记录到约1万起GPS信号欺骗事件，这些事件的发生大概率与俄罗斯有关联。
这些事件影响了海上船舶的导航，还导致机场导航系统出现故障。
干扰与欺骗：GPS故障的主要成因
在上述事件中，我们所讨论的情况是：与真实GPS信号高度相似的伪造信号取代了“真实”信号，这一过程被称为“欺骗”（spoofing）。“欺骗”是一种恶意技术，也是网络攻击的一种形式，攻击者可借此篡改目标物体的实际位置信息。具体操作方式为：攻击者在地面复制（拷贝）多颗卫星发出的信号，并重新发射这些伪造信号。由于伪造信号的强度大于真实信号，因此它们很容易压制掉原始信号。
根据行动规模的不同，攻击者所使用的设备既可能是需专业团队支持的复杂昂贵设备，也可能是相对容易获取的工具，例如便携式软件定义无线电（SDR）系统。这些设备对无人机和自主系统构成的威胁最大——在这类系统中，即便坐标出现微小偏差，也可能引发灾难性后果。
2024年期间受GPS欺骗影响的航班数量变化趋势（按区域划分）
GPS信号欺骗尚未造成大规模破坏，但有记录的事件数量正以惊人速度增长。若投入足够资源实施复杂攻击，攻击者可利用信号欺骗劫持船只、改变飞机航线、盗取建筑工地的昂贵设备，甚至在全球任何交通繁忙区域引发交通拥堵。
近年来，在地缘政治局势紧张的地区，已报告的信号欺骗事件数量显著增加。例如，2024年12月，航空咨询机构OPSGROUP指出，中东地区（包括伊拉克、伊朗和以色列）以及黑海地区频繁出现此类技术的使用情况，其中黑海地区的信号欺骗对私人航班和商业航班造成的影响最为严重。在波罗的海国家，自俄罗斯全面入侵乌克兰后，这一问题进一步恶化。在活跃的作战区域，信号欺骗技术主要用于阻止飞机和无人机抵达目标位置。部分专家甚至认为，其造成的破坏性可能超过GPS信号干扰。
与“欺骗”（spoofing）不同，“干扰”（jamming）并不涉及信号替换。它仅通过用干扰信号压制GPS接收器，使其无法正常工作。“干扰”借助能够阻断或扰乱无线电信号的发射设备实现。尽管“干扰”有时可能是偶然发生的，但在大多数情况下，它都是蓄意干扰的结果。
塔尔图机场的一名飞行情报官员记录了多起GPS信号干扰事件的报告。
与“欺骗”（spoofing）类似，GPS“干扰”（jamming）对民用航空和军用航空均构成威胁，尤其会影响那些采用广播式自动相关监视（ADS-B）技术确定接收端位置的航空器。此类位置信息会通过应答器传输至地面站及其他航空器。当航班在恶劣天气条件下或交通繁忙区域飞行时，发生事故的潜在风险会随之上升。此外，船舶偏离航线的可能性也会增加，供应链还可能出现延误。在边境地区，攻击者可能会通过干扰GPS信号来走私货物或躲避执法部门检查。不仅如此，“干扰”还可与针对关键基础设施的其他类型网络攻击相结合，以造成最大程度的破坏。
如何应对干扰与欺骗
GPS的脆弱性早已为人所知。早在1995年，美国国防部就曾提出过这一问题。当时，参与国防、航空、金融、医疗等领域系统安全工作的机构——米特公司（MITRE），编写了一份名为《应对GPS欺骗的方法》（Methods for Countering GPS Spoofing）的文件。遗憾的是，该文件中的建议仅被流于形式地对待，而GPS欺骗与干扰问题并未得到任何认真的解决。
一张展示一套价值1500美元的软件定义无线电（SDR）系统如何在一座大城市中对卫星导航系统实施欺骗的示意图。
目前已研发出多种检测“欺骗”（spoofing）的方法，但其中不少仍停留在理论阶段，或尚未得到广泛应用。实施难度最低、成本也最低的是漂移参数监测算法——该算法通过追踪GPS信号特征（如信噪比、坐标、时间戳、1秒脉冲信号）的异常变化，来判断是否存在虚假信号。在军事领域，加密技术是有效的解决方案：卫星编码会通过密钥进行加密与解密。然而，这种方法并不适用于民用用户群体，原因很简单——民用用户数量过多，单一密钥无法提供足够的保护。
其他应对方法包括对比来自不同导航系统的数据（例如，将全球定位系统（GPS）与格洛纳斯系统（GLONASS）或无线网络（Wi-Fi）的数据进行对比），或是使用多天线——因为攻击者很难同时向所有天线伪造出精准的信号。更复杂的方法会分析信号失真情况，或是确定信号的来源方向，但这些方法往往需要昂贵的设备支持。上述每种方法单独使用时都并非完美，因此，目前公认最佳的防护方式是将多种方法结合使用。
针对GPS干扰（jamming），同样有办法减轻其影响。频谱分析仪与专用软件会监测可能影响全球定位系统（GPS）运行的射频干扰及功率变化异常。具有可控接收模式（CRPA）的抗干扰天线能够滤除干扰信号，助力维持更精准的定位。
在GPS干扰频发的黑海地区，有一个采用替代技术——多点定位（MLAT）技术追踪航班的实例。
联合国警告称，全球定位系统（GPS）欺骗与干扰相关事件日益增多，已对航空安全、海上导航及电信基础设施构成威胁。鉴于该问题的影响范围正迅速扩大，联合国提出将加强民用与国防部门间的协作、完善监测机制，并建设包括地面系统在内的备用导航基础设施，以此作为应对方案。OPS航空咨询集团（OPS Group）强调，仅在过去三年间，影响航空领域的欺骗事件数量就增长了400%。与此同时，英国航天局（UK Space Agency）估算，若全球导航卫星系统（GNSS）——该系统不仅包含GPS，还涵盖中国北斗卫星导航系统、欧洲伽利略卫星导航系统及俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统——遭遇为期7天的中断，可能会造成98亿美元的直接损失。显然，过去那种将GPS稳定性视为理所当然的时代正走向终结。至少，当前有必要研发并维护替代导航方案、协同各方力量，并探索保护全球导航系统的新路径。返回搜狐，查看更多