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GPS 对商业航班的干扰会造成混乱并增加全球空中航行风险

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照片: aeroporto - ShutterDesigner/Shutterstock.com

英国皇家空军(RAF)载有英国国防部长约翰·希利的一架飞机上周遭遇导航故障。这架飞机当时正在爱沙尼亚上空飞行,靠近俄罗斯边境,当时应答器显示的位置不正确。 BBC国际台分析的飞行数据显示,该系统将飞机指向俄罗斯领土,距离实际位置300公里。飞机的导航系统受到网络攻击的影响,这种攻击称为欺骗,模拟 GPS 信号。

错误的位置显示飞机以每小时 11 公里的速度飞越圣彼得堡附近的一个湖泊,这是完全不切实际的信息。皇家空军飞行员必须使用较旧的、不太精确的导航系统来引导飞机。该系统与GPS并行运行,确保飞行安全。英国国防部证实,尽管发生了这起事件,飞机的安全并未受到损害。

欺骗攻击影响波罗的海地区的商用飞机

当某个区域充斥着模仿 GPS 信号的无线电信号时,就会发生信号欺骗行为。由于卫星信号到达地球时相对较弱,因此地面发射机可以发射更强的欺骗信号。这些信号很容易被导航系统捕获,包括飞机上使用的导航系统。军事人员经常进行这种做法,以降低敌方武器的精度。使用 GPS 导航的远程导弹和小型无人机是典型目标。

许多武装部队都有专门的单位专门负责建造发射机。这些设备安装在固定基地或车辆上,可以进行电子攻击。然而,商业航班现在受到这种电子战的影响。英国皇家空军飞机发生事件的同一天,一百多架载有乘客的飞机发送了错误的位置信息。该数据由航空咨询公司 SkAI Data Services 与 BBC 共享。

SkAI 数据服务的数据显示,欺骗和信号干扰显着增加。信号干扰是另一种干扰类型,它会屏蔽卫星信号以阻止 GPS 工作。这些事件在靠近战区的地区变得越来越普遍。波罗的海和波斯湾等军事活动频繁的地区受影响最严重。红海、印度、巴基斯坦和缅甸周边地区也有记录。

例如,在波斯湾,GPS 欺骗的报告突然增加。这一增长发生在 2 月 28 日美国和以色列针对伊朗的冲突开始之后。3 月份,有 5,381 架航班报告受到干扰,增幅相当大。 SkAI Data Services 的数据显示,这一数字与 2 月份的 99 例和 1 月份的 14 例形成鲜明对比。波罗的海地区的病例从2024年的17,243例飙升至2025年的59,447例。这一增长恰逢俄罗斯和乌克兰冲突中无人机袭击加剧。

经验丰富的飞行员担心飞行安全风险

欧洲、中东和亚洲的其他繁忙航线也遭受过 GPS 欺骗或干扰。今年全球平均每天有 800 多个航班受到影响。这些攻击所需的技术在大多数国家都很容易找到。专家担心这种现象会变得普遍并加剧安全问题。

英国飞行员萨姆·卢瑟福上个月在从沙特阿拉伯飞往阿曼的航班上遇到了类似的问题。当接近沙特阿拉伯和阿联酋边境时,其导航系统和自动驾驶仪停止工作。最初,他怀疑飞机存在机械问题。然而,该地区的几家航空公司报告了同样类型的故障。 GPS 信号的欺骗和电波的干扰同时影响了他的飞机。

卢瑟福在英国陆军驾驶直升机八年,他使用飞机上的磁罗盘进行导航。他还联系了空中交通管制部门以寻求其最终目的地的帮助。虽然他安全着陆,但飞行员警告说,不利情况的危险。他说:“如果我遇到恶劣的天气、燃料很少且又是晚上,情况就会大不相同。”

信号伪造的风险之一是停用或忽略地面防撞系统的警告。代表约 4 万名飞行员的欧洲驾驶舱协会主席 Tanja Harter 强调了这种危险。该系统提醒飞行员即将与地面或山脉等障碍物发生碰撞的风险。哈特提到了许多关于飞行员收到错误警报以获得高度的报告。即使飞机飞行高度为 37,000 英尺(约 11,300 米),也会发生这种情况。

帮助飞机避开恶劣天气条件的雷达系统也可能发生故障。哈特表示,这些问题的结合“正在损害飞机上的安全”。来自爱沙尼亚 Diamond Sky Aviation 公司的飞行员阿图尔·罗迪奥诺夫 (Artur Rodionov) 报告称,飞行距离相差超过 1,600 公里。 “从立陶宛到北海的跳跃”是他所见过的现实与屏幕上显示的位置之间最大的一次跳跃。

系统故障影响全球导航

针对这些事件,罗季奥诺夫的公司开发了处理信号欺骗的协议。其中一项措施包括飞行员在飞越已知存在干扰的区域时关闭 GPS。这使得飞行员能够监控飞机信号是否被欺骗。该操作可防止其余导航设备受到影响。罗迪奥诺夫表示,信号欺骗可能会导致问题,尤其是对于缺乏经验的飞行员而言。当飞机出现其他问题(例如机械故障或设备故障)时,这也是一种风险。 “毫无疑问,这意味着额外的工作量”,飞行员总结道。

国际电信联盟 (UN) 表示,各国出于安全或国防目的干扰 GPS 并不违法。然而,广播信号监管机构对这种做法的广泛使用表示“深切关注”。这种担忧是因为滥用会威胁飞机安全。欧洲空中航行安全机构 Eurocontrol 确保飞机“采取适当的缓解措施”。此类措施旨在确保信号欺骗期间保持安全。他们说,空中导航技术和地面交通管制可以引导飞机。

飞机制造商正在与航空供应商合作开发针对信号欺骗的技术解决方案。然而,欧洲空中安全组织认识到,有证据表明内部存在更大的担忧。英国广播公司(BBC)获得了一份被认定为“不适合普通观众”的演示文稿。在这份文件中,有一个警告称信号欺骗“破坏了当前驾驶舱安全原则”。行业专家表示,寻找解决方案更加紧迫。 “航空公司迫切需要改进,”美国德克萨斯大学航空航天工程教授托德·汉弗莱斯 (Todd Humphreys) 表示。 “我们要做的是开发更具弹性的新技术,”他补充道。

寻找信号干扰解决方案

该问题的可能解决方案包括改进现有系统和开发新技术。对安全关键设备实施这些改变可能需要相当长的时间。形势紧迫,需要制造商、监管机构和航空公司之间协调努力。

    正在研究的解决方案包括:

  • 更新飞机软件以更有效地过滤干扰。
  • 使用定向天线,使设备可以忽略来自地面的虚假信号。
  • 开发与 GPS 结合使用的全新导航系统,提供冗余和弹性。

汉弗莱斯警告说,受影响的不仅仅是商业航空运输。航运、汽车导航甚至手机地图应用程序都容易受到攻击。 “这与海上交通、道路上行驶的人们有关,”他解释道。这位教授总结道:“未来无论何时爆发冲突,我们都可以预见GPS将成为第一批受害者之一”。防止此类干扰对于全球安全至关重要。