全球定位系統(GPS)是至今運用最廣泛的衛星導航系統,但GPS的信號也很容易受到干擾和欺騙。GPS干擾是軍事作戰的常見手段,近年隨著俄烏戰爭、以哈戰爭等國際與區域衝突的增加,使得GPS干擾事件的發生越趨頻繁。英國《金融時報》指出,由於GPS早已融入現代生活,若民用領域不能針對GPS干擾有所警覺、甚至提出對策,災難的發生恐怕只是遲早的事。
全球定位系統(GPS)是由美國國防部研製、美國太空軍營運和維護的全球衛星導航系統(GNSS)。美國國防部在1978年發射第一顆衛星進入軌道,在1983年的大韓航空007號班機空難之後,美軍轉而開放民間使用。此系統由至少24顆衛星所組成,為使用者提供定位、導航和定時(PNT)的服務,GPS可以在世界任何地方和任何天氣條件下全天候運作。
《金融時報》指出,過去二十年,GPS干擾和欺騙是軍方常用的作戰方式,用於保護機密要地免於無人機或飛彈攻擊,或是掩蓋自己的行動。這是由於無人機或導引武器都依賴GPS系統,發出干擾訊號能限制它們的導航能力。然而「現代GPS戰爭」的影響範圍不僅僅在軍事領域,它對民間航運、空運、捕魚、鐵路、緊急服務等都造成嚴重的安全威脅。
根據《金融時報》對航班追蹤網站「Flightradar24」的數據分析,受俄烏戰爭、以巴衝突和緬甸內戰等所影響的地區,是GPS干擾發生頻率最高的區域。這相當於將近4000萬人,過去半年的大部分時間都生活在「GPS訊號不可靠」的地區,受影響最嚴重的區域包括土耳其首都安卡拉(Ankara)、黑海沿岸、埃及西奈半島、伊拉克的幾個大城市、以及飽受內戰蹂躪的緬甸。
若是將GPS干擾的頻率降低為四分之一,涵蓋的範圍就會達到總人口約1.1億的地區,這包括俄羅斯聖彼得堡、巴基斯坦拉合爾和黎巴嫩貝魯特等擁有軍事設施的城市。《金融時報》指出,若想干擾GPS,只需幾百美元就能在網路上購買50公尺範圍內的干擾器。國家更有能力實施大規模的GPS干擾,尤其像是伊朗、俄羅斯和以色列等國,近年發動GPS干擾的次數明顯增加。不過專家也表示,想要確定干擾的幕後黑手並不是容易。
GPS干擾
《衛報》上個月曾經報導,去年八月以來,有4萬6000架經過波羅的海上空的飛機都出現GPS問題。《金融時報》稱,北約(NATO)指責這是因為俄羅斯造成歐洲大部分地區的GNSS系統中斷,包括英國國防大臣所乘坐的航班都遭受影響;中東衝突也加劇該地區的GPS干擾。據報導,包括俄羅斯總統普京在內的一些世界領導人在交通過程中,都會使用移動干擾器來作為保護。
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《金融時報》表示,GPS干擾是利用雜訊使GNSS無法順利進行傳輸,但是用於干擾的假訊號,並不會區分軍用還是民用設備。上個月,GNSS系統故障迫使兩架芬蘭航空的航班在空中緊急掉頭,以避免可能發生的空難。由於對潛在危險感到震驚,五角大廈啟動了名為「Harmonious Rook」的項目,以建立完整的GPS干擾資料,並向《金融時報》表示:「這是全球使用者的重大擔憂。」
《金融時報》指出,儘管幾乎所有飛機都有替代的定位系統,利如使用運動感測的慣性導航系統,但是切換使用替代系統會增加出錯的風險,根據美國太空總署(NASA)報告,相關事故包括在去年,一架飛機差點飛入伊朗領空;2019年,一架美國航班差點撞上一座山。歐盟空中交通監管機構「歐洲空中航行安全組織」(Eurocontrol)報告稱,GPS干擾事件在2018年到2021年間,增加了2000%。
德州大學奧斯汀分校全球導航衛星系統干擾專家漢佛萊斯(Todd Humphreys)向《金融時報》表示,這程度的滋擾已經無法容忍。他強調GPS干擾是一種相當危險的情況:「飛行員可能會對自己的位置感到困惑,最終不得不要求航空管制員針對每次轉向進行導航(turn-by-turn navigation)。」
《金融時報》指出,自以巴衝突以來,使用儀表著陸系統是以色列本—古里安機場的家常便飯,它的原裡是由地面發射兩束無線電信號提供降落指引,這是由於以色利軍方為了抵禦哈瑪斯和伊朗可能的飛彈攻擊,而封鎖以色列境內的GPS訊號。以色列、約旦和黎巴嫩的居民也時常抱怨,GPS干擾使他們無法使用叫車系統、外帶系統或約會應用程式。無國界醫生和巴勒斯坦醫療援助組織向《金融時報》表示,持續的GPS連線問題阻礙了他們在加薩的救援工作。
2024年4月21日。伊朗首都德黑蘭,一座耶路撒冷圓頂清真寺前展示一枚導彈,上面用波斯語寫著「以色列之死」。(美聯社)
GPS欺騙
《金融時報》表示,近幾個月頻繁出現一種更複雜的干擾形式——即所謂的欺騙(spoofing),這是透過故意傳輸與GPS相似但位置資訊錯誤的訊號進行干擾,讓訊號的接收者得到不正確的時間或地點。這種策略常用於規避制裁或其他監管限制,像是捕魚權。
GPS欺騙可能從地面也可能從軍艦上發出,藉由破壞附近船隻和飛機的GNSS訊號,使接收者產生錯覺。根據「SkAi Data Services」對「OpenSky」數據的分析顯示,四月有多達3萬架飛機受到欺騙的影響。國際民航組織二月表示,在一些情況下,機組人員失去了所有的導航能力。
《金融時報》表示,儘管航運較少依賴GNSS系統定位,但專家警告,GPS欺騙行為大增仍會增加船隻碰撞甚至漏油的風險,尤其是黑海周邊海域。而且GPS欺騙行為幾乎可以肯定與俄羅斯的軍事活動有關。航運資訊提供商勞埃德船舶日報(Lloyd’s List)的分析師迪亞坤(Bridget Diakun)表示,黑海是一個運輸繁忙、相當擁擠的區域。她在去年十月首次發現影響黑海貨船和郵輪的異常活動。國際航標協會(IALA)秘書長薩迦莉雅(Francis Zachariae )表示,訓練有素的航海員可以解決定位系統所帶來的問題,但他擔心技術比較差的船員可能會過度依賴自動化系統。
《金融時報》表示,各國政府開始對GPS干擾採取強硬的立場,甚至公開指責肇事者。三月時,黎巴嫩威脅要向聯合國安理會舉報以色列的GNSS干擾問題,而愛沙尼亞的外交部長則向《金融時報》公開指責,這些干擾事件有部分是俄羅斯「混合攻擊」的一部分。英國外交大臣大衛・卡麥隆(Lord David Cameron)表示,俄羅斯干擾英國國防大臣座機的行為是「極其不負責任」。
華府智庫「大西洋理事會」的研究員布勞(Elisabeth Braw)向《金融時報》表示,對於GPS干擾問題,官員可能無法採取更多行動,北約的集體防禦條款在這裡也沒有任何用處。因為俄羅斯危及的是波羅的海地區的航空,而俄羅斯也可以盡情所欲的發動GPS干擾,因為幾乎不會有任何懲罰。
德州大學奧斯汀分校全球導航衛星系統干擾專家漢佛萊斯(Todd Humphreys)表示,航空公司遲遲未注意GPS干擾的嚴重性:「他們在飛機上部署GPS系統,但卻沒足夠的保護措施來防止欺騙和干擾。」除此之外,儘管航空干擾是大家目前主要的關注對象,但GNSS技術在民間社會的運用是無所不在的,舉凡銀行、鐵路和緊急服務等都依賴GNSS提供定時和定位資料,因此,認識我們在日常生活中對GNSS的依賴程度是非常重要的。