魏岳江　史偉光

全球定位系統(tǒng)(GPS)的全稱是導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)。它是用導(dǎo)航衛(wèi)星來進(jìn)行計(jì)時(shí)和測距，從而確定用戶準(zhǔn)確位置的定位系統(tǒng)。也就是說，它是利用一組發(fā)布時(shí)間信息和軌道數(shù)據(jù)的人造衛(wèi)星，對地球上任一時(shí)刻的任一地點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)定位的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

近年來，俄羅斯軍方越來越多的專家指出，“21世紀(jì)的戰(zhàn)場空間將充滿噪聲，而不是信息。面對以信息戰(zhàn)為基礎(chǔ)的武器體系，敵方將肯定采用電子干擾手段，并破壞脆弱的GPS。因而，以GPS為基礎(chǔ)的戰(zhàn)場信息技術(shù)可能是建立在一種不牢靠的基礎(chǔ)之上?！币虼耍碥姀?004年開始升級GPS導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，以確保不失去新世紀(jì)戰(zhàn)場空間的優(yōu)勢地位。

實(shí)踐表明了什么?

海灣戰(zhàn)爭期間，空襲中只有10％的武器使用了全球定位系統(tǒng)。其中依靠GPS，美軍的兩枚導(dǎo)彈先后攻擊同一目標(biāo)，后一枚導(dǎo)彈通過前一枚導(dǎo)彈炸開的洞鉆入目標(biāo)內(nèi)部進(jìn)行攻擊。

阿富汗戰(zhàn)爭的使用情況表明，衛(wèi)星制導(dǎo)系統(tǒng)雖不十分安全，但其受戰(zhàn)場煙霧的影響要遠(yuǎn)低于海灣戰(zhàn)爭時(shí)使用的激光制導(dǎo)武器。

而在伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍將GPS作為戰(zhàn)場通信系統(tǒng)的主干，以及精確炸彈的制導(dǎo)系統(tǒng)，其中包括炸彈之母。正因如此，GPS網(wǎng)絡(luò)在伊拉克戰(zhàn)爭中，既可以是一個(gè)功能強(qiáng)大武器，同時(shí)也可以是一個(gè)潛在的受攻擊目標(biāo)。

戰(zhàn)爭中，伊拉克從俄羅斯購買了約200個(gè)GPS干擾儀，專門用于對付美國的精確制導(dǎo)武器。據(jù)稱，這種干擾儀只有香煙盒大小，可以迷惑精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈。但其具體效果尚待進(jìn)一步確定。許多媒體認(rèn)為，美國打擊的低效和聯(lián)軍的多次誤傷都與GPS干擾儀有關(guān)。

如何實(shí)施精確定位?

隨著GPS在局部戰(zhàn)爭中的成功運(yùn)用，越來越扮演著重要角色，導(dǎo)彈的飛行、飛機(jī)的導(dǎo)航、精確打擊的實(shí)現(xiàn)，無不依賴于GPS。GPS是美國開發(fā)的一種利用環(huán)繞地球的24顆衛(wèi)星準(zhǔn)確計(jì)算全球任意地點(diǎn)位置的龐大衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)。在戰(zhàn)爭中，只有實(shí)現(xiàn)了精確的定位，才有可能實(shí)現(xiàn)精確打擊。為了提高精確度，美國國防部在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，又增加4顆衛(wèi)星，使得衛(wèi)星總數(shù)達(dá)到28顆，精確度也相應(yīng)地得到了提高。再加上美軍使用的是能更好彌補(bǔ)大氣偏差的加密接收機(jī)，它們可以得到更精確的實(shí)時(shí)精度。

如今，GPS可在全球范圍內(nèi)，全天候地為陸?？沼脩籼峁?shí)時(shí)連續(xù)的高精確三維位置、三維速度和時(shí)間信息。目前，美軍投入使用比較先進(jìn)的GPS主要是“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)，采用三點(diǎn)定位法來精確定位。三點(diǎn)定位法需要有三個(gè)已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)，并知道被測點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的距離，就可確定被測點(diǎn)的位置。在GPS中，三個(gè)參考點(diǎn)就是三個(gè)懸在空中的衛(wèi)星，它們的位置是已知的，被測點(diǎn)到它們之間的距離可以通過接收從衛(wèi)星發(fā)來的無線電波測量出來，則被測點(diǎn)在地球上的位置可由地面接收裝置中的電腦計(jì)算出來。

GPS由三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，即空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)。美“導(dǎo)航星”全球定位系統(tǒng)的空間衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在6個(gè)軌道平面上的28顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成，能夠保證在地球的任一時(shí)刻、任一地點(diǎn)都可對4顆以上(最多11顆)的衛(wèi)星進(jìn)行觀測，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)地導(dǎo)航和定位。

GPS信號接收機(jī)或用戶設(shè)備，是一種能夠接收、跟蹤，變換和測量GPS信號的衛(wèi)星接收設(shè)備，根據(jù)不同用戶的要求，GPS接收機(jī)有導(dǎo)航型、測量型、定時(shí)型、全站型和手持型。用戶接收系統(tǒng)主要由以無線電傳感和計(jì)算機(jī)技術(shù)支撐的GPS衛(wèi)星接收機(jī)和GPS數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成?，F(xiàn)有軍用接收機(jī)一般分為單兵單通背負(fù)式、地面車載式、直升機(jī)雙通道式等。最小的接收機(jī)形似游戲機(jī)，如香煙盒大，重1．5千克，使用十分靈活方便。在科索沃戰(zhàn)爭中，雖然戰(zhàn)區(qū)內(nèi)有大量的云層覆蓋，北約卻能通過GPS引導(dǎo)，以精確制導(dǎo)武器準(zhǔn)確轟炸貝爾格萊德市中心的無線電發(fā)射塔。在美軍打擊阿富汗塔利班戰(zhàn)爭中，美軍通過GPS引導(dǎo)，使用精確制導(dǎo)武器實(shí)施“點(diǎn)穴”轟炸，摧毀了一個(gè)個(gè)可能隱蔽重要目標(biāo)的洞穴。

如何增強(qiáng)抗干擾能力?

GPS信號很弱，易于干擾?？扑魑謶?zhàn)爭中的“聯(lián)盟力量”行動，B-2隱形轟炸機(jī)從美國本土起降，利用GPS導(dǎo)航，在空中加油機(jī)的保障下，往返2萬多千米、約30個(gè)小時(shí)，按時(shí)投入第一波空襲，準(zhǔn)確命中目標(biāo)，圓滿完成了戰(zhàn)略任務(wù)。但是，如果其GPS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)受到干擾，那么戰(zhàn)場機(jī)動就會變得寸步難行了。

伊拉克戰(zhàn)爭開戰(zhàn)之前，美國就已經(jīng)預(yù)料到伊拉克方面會干擾GPS信號。美國其實(shí)早已經(jīng)給其GPS炸彈和導(dǎo)彈裝載了抗干擾裝置，使這些GPS導(dǎo)引的武器能夠在干擾的情況下繼續(xù)使用GPS信號，即使GPS信號丟失，這些武器還可以使用自身的其他導(dǎo)引系統(tǒng)如慣性導(dǎo)航、激光制導(dǎo)等，使自己到達(dá)目標(biāo)。

智者千慮必有一失。美軍在戰(zhàn)爭中還是被伊軍成功地干擾了。因此，美軍開始從GPS衛(wèi)星、地面控制站、用戶接收設(shè)備等方面采取措施，提高該系統(tǒng)的抗干擾能力。其中主要包括：提高GPS的發(fā)射功率，研制第三代GPS衛(wèi)星，軍用GPS接收機(jī)采用保密結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)調(diào)零天線、抗干擾信號處理技術(shù)；在武器應(yīng)用方面，特別強(qiáng)調(diào)組合使用GPS與慣性制導(dǎo)系統(tǒng)，聯(lián)合直接攻擊彈藥就是如此，研制GPS干擾源探測定位系統(tǒng)；采用偽衛(wèi)星對抗GPS干擾：對敵方的各種平臺干擾機(jī)進(jìn)行監(jiān)視和定位，并引導(dǎo)火力進(jìn)行摧毀；在戰(zhàn)區(qū)發(fā)射各種平臺的干擾機(jī)，以干擾民用的GPS信號接收，迫使敵方無法使用GPS進(jìn)行導(dǎo)航，而又不能影響己方對軍用GPS導(dǎo)航的使甩增強(qiáng)衛(wèi)星信號強(qiáng)度和改善信號處理能力；在飛機(jī)、船只、地面車輛和武器上使用更復(fù)雜的GPS接收器；開發(fā)新的軍用密碼，增強(qiáng)抗干擾能力等等。

“格洛納斯”，俄版的GPS

盡管目前美國GPS的霸主地位還很難撼動，但是俄羅斯也不甘示弱，不容美國的GPS獨(dú)傲太空。俄羅斯的“格洛納斯”系統(tǒng)與美國的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)類似，將由24顆衛(wèi)星組成，軍民兩用。該系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)工作始于20世紀(jì)70年代中期，蘇聯(lián)解體后曾一度處于停頓狀態(tài)。直至1998年，俄才再度開始對“格洛納斯”進(jìn)行更新升級，但目前在軌衛(wèi)星的數(shù)量依舊無法獨(dú)立組網(wǎng)。

2005年之前，“格洛納斯”系統(tǒng)共有14顆處于工作狀態(tài)的衛(wèi)星。2005年年底俄羅斯又成功發(fā)射了3顆“格洛納斯”全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星。3顆新發(fā)射的衛(wèi)星投入運(yùn)營后，使該系統(tǒng)的工作衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到17顆。

俄羅斯原計(jì)劃在2010年完成整個(gè)“格洛納斯”系統(tǒng)24顆衛(wèi)星的部署。屆時(shí)，該系統(tǒng)的導(dǎo)航范圍可覆蓋整個(gè)地球表面和近地空間，用戶將可以不間斷地獲得相關(guān)物體的準(zhǔn)確坐標(biāo)信息。為了緊迫美國的發(fā)展步伐，俄羅斯正在加緊建設(shè)“格洛納斯”，今年1月份俄羅斯國防部長伊萬諾夫還表示，有可能該系統(tǒng)從2007年年底就可以開始為俄羅斯用戶提供導(dǎo)航定位服務(wù)，2009年能開始為全球用戶提供導(dǎo)航服務(wù)。

[責(zé)任編輯]唐宇